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REVITALIZAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DO CEFETSE/UNED

LAGARTO

MARCOS DE OLIVEIRA SANTOS

LAVRAS MINAS GERAIS-BRASIL

2008


REVITALIZAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DO CEFETSE/UNED LAGARTO

Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Formas Alternativas de Energia, para a obtenção do título de especialista em Fontes Alternativas de Energia.

Orientador Prof. Carlos Alberto Alvarenga


2008


REVITALIZAÇÃO DO SISTEMA FOTOVOLTAICO DO CEFETSE/UNED LAGARTO

Monografia apresentada ao Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do curso de Pós-Graduação Lato Sensu em Formas Alternativas de Energia, para a obtenção do título de especialista em Fontes Alternativas de Energia.

APROVADA em ____de____________ de 2008.

Prof. ___________________________________ UFLA

Prof. ____________________________________UFLA

Prof. Carlos Alberto Alvarenga UFLA

(Orientador)


2008

Dedico este trabalho à minha mãe Regina da Costa Santos pelo esforço incondicional dispensado à minha formação.

AGRADECIMENTOS

Agradeço, primeiramente, a Deus, pelo sol e pela vida; por estar sempre ao

meu lado e por me mostrar sempre o caminho da sabedoria, para que eu

pudesse percorrer um grande caminho em direção ao sucesso, fé, amor,

determinação e coragem.

Agradeço a minha esposa, Tarciana Fontes Santos Oliveira, por ser paciente

durante toda esta etapa e por encorajar-me nos momentos mais difíceis da

minha vida. A sua compreensão foi fundamental para a minha vitória de hoje

e sempre.

Ao Professor Nielson Batista pela correção da monografia.

Finalizando ao Professor Orientador Carlos Alberto Alvarenga, pela

atenção e incentivo, possibilitando-me a conclusão deste trabalho.

SUMARIO LISTA DE FIGURAS..................................................................................xi

LISTA DE TABELAS................................................................................xiv

RESUMO.....................................................................................................xv

1 INTRODUÇÃO..........................................................................................1

1.1 Um breve histórico....................................................................................3

1.2 Implantação do sistema fotovoltaico na UNED Lagarto...........................4

1.3 Objetivo.....................................................................................................5

2 OS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS AUTÔNOMOS...........................6

2.1 Sistemas fotovoltaicos de energia solar.....................................................6

2.2 Sistemas isolados.......................................................................................6

2.3 Sistemas híbridos.......................................................................................7

2.4 Sistemas de bombeamento d’água.............................................................8

2.5 Sistemas conectados à rede........................................................................9

3 COMPONENTES E SISTEMAS FOTOVOLTAICOS BÁSICOS....11

3.1 O gerador fotovoltaico.............................................................................11

3.1.1 O efeito fotovoltaico.............................................................................13

3.1.2 A célula fotovoltaico............................................................................14

3.1.2.1 Células de silício monocristalino......................................................15

3.1.2.2 Células de silício policristalino.........................................................15

3.1.2.3 Células de filmes finos......................................................................16

3.2 A bateria..................................................................................................16

3.2.1 Tipos de bateria....................................................................................17

3.2.2 Características de baterias para sistemas fotovoltaicos........................18

3.2.2.1 Tensão................................................................................................18

3.2.2.2 Capacidade de armazenamento de energia........................................18

viii

3.2.2.4 Eficiência...........................................................................................19

3.2.2.5 Vida útil.............................................................................................20

3.2.2.6 Manutenção.......................................................................................21

3.3 O controlador de carga............................................................................22

3.3.1 Funções do controlador de carga..........................................................22

3.3.2 Descrição do funcionamento................................................................23

3.3.3 Tipos básicos de controlador de carga.................................................24

3.3.4 Características desejáveis de controladores de carga...........................26

3.3.5 O ajuste dos set points..........................................................................27

3.4 O inversor de corrente contínua para corrente alternada.........................28

3.4.1 Funções do inversor..............................................................................28

3.4.2 Tipos básicos de inversores..................................................................29

3.4.3 Características desejáveis de inversores...............................................29

3.5 O conversor de corrente contínua............................................................30

3.6 Sistemas básicos......................................................................................31

3.6.1 Sistemas básicos residenciais...............................................................31

3.6.1.1 Sistema fotovoltaico residencial simples..........................................32

3.6.1.2 Sistema fotovoltaico residencial típico..............................................33

3.6.2 Sistemas fotovoltaicos para escolas e centros comunitárias.................33

3.3 Custos estimados.....................................................................................34

3.4 Vantagens da energia solar......................................................................36

3.5 Limitações...............................................................................................37

4 MATERIAL E MÉTODOS.....................................................................38

4.1 Descrição do sistema de Lagarto.............................................................38

4.1.1 Dados técnicos dos equipamentos antes da revitalização.....................39

4.1.1.1 Localização........................................................................................39

4.1.2 Painel fotovoltaico................................................................................39

4.1.3 Controlador de carga............................................................................40

4.1.4 Inversor CC/CA....................................................................................41

4.1.5 Baterias.................................................................................................41

ix

4.2 Dados técnicos do patrimônio após a revitalização.................................42

4.2.1 Localização...........................................................................................42

4.2.2 Painel fotovoltaico................................................................................42

4.2.3 Controlador de carga............................................................................43

4.2.4 Inversor CC/CA....................................................................................43

4.2.5 Baterias.................................................................................................44

4.3 Instalação elétrica interna........................................................................44

4.4 Responsabilidades...................................................................................45

4.5 Compromissos assumidos.......................................................................45

4.6 Manutenção e Inspeção ..........................................................................47

4.7 Procedimentos gerais de segurança ........................................................48

4.8 Manutenção preventiva ...........................................................................49

4.8.1 Módulo fotovoltaico ............................................................................50

4.8.1.1 Aspectos físicos ................................................................................50

4.8.1.2 Aspectos elétricos .............................................................................51

4.8.2 Baterias ................................................................................................55

4.8.2.1 Aspectos físicos ................................................................................56

4.8.2.2 Aspectos elétricos .............................................................................57

4.8.3 Equipamentos eletrônicos ....................................................................61

4.8.4 Inversores .............................................................................................61

4.8.5 Cargas ..................................................................................................62

4.8.6 Fiação e dispositivos de segurança ......................................................62

4.9 Manutenção corretiva..............................................................................64

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................79

5.1 Procedimentos realizados para diagnostico e recuperação do sistema....79

5.2 Bancada didática móvel de instalações elétricas prediais.......................83

6 CONCLUSÃO...........................................................................................87

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................88

x

ANEXO A Relatório de Acompanhamento de Sistemas Energéticos

Revitalizados................................................................................................90

xi

LISTA DE FIGURAS Figura 01- Sistema fotovoltaico isolado para cargas em corrente contínua e

alternada.......................................................................................7

Figura 02 - Sistema fotovoltaico híbrido para cargas de corrente alternada...8

Figura 03 - Sistema fotovoltaico de bombeamento e elevação de água..........9

Figura 04 - Desenho esquemático de uma instalação de painéis solares

fotovoltaicos em residência, interligado a rede elétrica................10

Figura 05 - Conversão da energia solar em eletricidade na célula fotovoltai-

ca................................................................................................11

Figura 06 - Módulo fabricado pela Kyocera composto de 36 células...........12

Figura 07 - Junção pn de uma célula fotovoltaica.........................................14

Figura 08 - Influência da profundidade de descarga e da temperatura na vida

da bateria....................................................................................20

Figura 09 - Circuito elétrico básico de controladores de descarga tipo

paralelo.......................................................................................25

Figura 10 - Circuito elétrico básico de controladores de descarga tipo

série............................................................................................25

Figura 11 - Sistema fotovoltaico residencial típico para cargas em corrente

contínua......................................................................................32

Figura 12 - Sistema fotovoltaico típico para escolas e centroscomuni-

tários...........................................................................................34

Figura 13 - Chegada do técnico do Prodeem.................................................38

Figura 14 - Entrega dos novos equipamentos................................................40

Figura 15 - Controlador de carga antigo........................................................40

Figura 16 - Inversor CC/CA..........................................................................41

Figura 17 - Baterias antigas do sistema.........................................................42

Figura 18 - Terminal da bateria com oxidação..............................................42

Figura 19 - Baterias Novas............................................................................42

xii

Figura 20 - Controlador de Carga Phocos CX40...........................................43

Figura 21 - Inversor Provolt 220V................................................................44

Figura 22 - Vista frontal dos painéis fotovoltaicos........................................46

Figura 23 - Detalhe da placa com número patrimonial.................................46

Figura 24 - Detalhe interno - conexão entre baterias.....................................46

Figura 25 - Vista do quadro de controle, inversor x controlador..................46

Figura 26 - Vista da instalação comunitária beneficiada com o sistema.......47

Figura 27 - Medindo a tensão de circuito aberto do arranjo..........................52

Figura 28 - Medindo a tensão de circuito aberto do módulo.........................52

Figura 29 - Medindo a corrente de curto – circuito do arranjo......................54

Figura 30 - Medindo a corrente de curto – circuito do módulo.....................55

Figura 31- Tensão de circuito aberto (volts) e densidade especifica (gr/cm³)

em função do estado de carga para baterias chumbo-ácido de

tensão nominal de 12 volts a 30ºC.............................................59

Figura 32 - Medindo a tensão de circuito aberto do conjunto de baterias.....60

Figura 33 - Medindo a tensão de circuito aberto de uma bateria com células

com conexões externas..............................................................60

Figura 34 - Detectando um curto circuito......................................................63

Figura 35 - Detectando um aterramento indevido.........................................63

Figura 36 - Parafusos oxidados.....................................................................79

Figura 37 - Módulos sujos.............................................................................80

Figura 38 - Módulos Limpos.........................................................................80

Figura 39 - Marimbondos..............................................................................81

Figura 40 - Adição de óleo diesel no vaso.....................................................81

Figura 41 - Líquido jogado nos marimbondos..............................................81

Figura 42 - Poste danificado de cupim..........................................................82

Figura 43 - Postes pintados............................................................................82

Figura 44 - Módulo sem cerca de proteção...................................................83

Figura 45 - Cerca de proteção........................................................................83

Figura 46 - Bancada móvel didática de instalações prediais.........................84

Figura 47 - Bancada móvel de perfil.............................................................84

xiii

Figura 48 - Bancada energizada pelo sistema fotovoltaico...........................86

Figura 49 - Explicação aos alunos sobre sistema fotovoltaico......................86

xiv

LISTA DE TABELAS

Tabela 01- Ações recomendadas em caso de acidentes com baterias...........49 Tabela 02- Custo de confecção da bancada...................................................85

xv

RESUMO O potencial energético do Brasil é enorme, mas nem todos ainda possuem

energia elétrica em suas casas. Em locais de difícil acesso da rede pública de

energia, são usados painéis fotovoltaicos aproveitando a energia solar.

Esta monografia objetiva, implantar o sistema de manutenção e inspeção do

Prodeem(Programa de Desenvolvimento Energético dos Estados e

Município) com algumas alterações em relação ao sistema já instalado. Após

seis anos da Instalação do sistema, o qual nunca foi utilizado, comprometeu

alguns dos componentes básicos, principalmente as baterias. A inspeção será

feita, analisando a situação dos aparelhos:o controlador de cargas, inversor,

painéis fotovoltaicos,cabos e baterias .Serão feitas medidas antes e depois da

revitalização.O desenvolvimento será um estudo viabilizando o

acompanhamento na prática do pós - graduando e a montagem de uma

bancada móvel de instalação elétrica predial monofásico para uso didático

dos alunos dos cursos do Ensino Médio, Programação de

Sistemas,Construção Civil e Eletromecânica.

1 INTRODUÇÃO

O Governo Federal brasileiro estabeleceu o PRODEEM – Programa de

Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios através de um Decreto

Presidencial de dezembro de 1994.

O objetivo do PRODEEM é promover o suprimento de energia às

comunidades rurais de baixa renda localizadas distantes da rede elétrica

convencional. Nestes casos, o custo da extensão de redes de

transmissão/distribuição é considerado alto, em função de diversos fatores:

grandes distâncias, vegetação, rios, etc., de forma que normalmente não é

economicamente viável, pois o consumo esperado de energia nestas

comunidades é muito baixo.

As estimativas indicam que no Brasil existe uma população rural de cerca de

20 milhões de pessoas sem acesso à rede elétrica convencional, que

constituem o vasto campo de aplicação do PRODEEM.

O PRODEEM é coordenado pelo DNDE – Departamento Nacional de

Desenvolvimento

Energético, que é um departamento do MME – Ministério de Minas e

Energia. O CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, uma

companhia estatal localizada no Rio de Janeiro, subsidiária da

ELETROBRÁS, é responsável pela parte técnica do PRODEEM,

compreendendo especificações dos equipamentos para as licitações,

avaliação de projetos, treinamento técnico de pessoal, estabelecimento dos

padrões de instalação, verificação/inspeção de instalações, análise de

desempenho e de falhas, etc.

O organograma do PRODEEM também inclui um “Agente Regional” em

cada Estado brasileiro, normalmente um funcionário público estadual

(Secretaria Estadual de Energia, Infra-Estrutura, etc.), auxiliado por uma

pequena equipe. O Agente Regional é responsável pelo levantamento das

2

comunidades rurais e identificação de suas necessidades, e pela apresentação

de propostas de projetos ao MME (com base em determinados critérios), que

libera os sistemas fotovoltaicos de acordo com a ordem de chegada das

solicitações e com a disponibilidade dos equipamentos.

O PRODEEM é baseado principalmente nos sistemas fotovoltaicos e, desde

maio de 1996, o CEPEL e o MME já efetuaram seis licitações internacionais

[2,3,5,7,8,13] para aquisição do equipamento necessário, denominadas

respectivamente de Fases I, II, III, IV e V, além de uma Fase Especial,

denominada Bombeamento.

Três tipos de sistemas fotovoltaicos autônomos têm sido empregados no

PRODEEM: sistemas fotovoltaicos de geração de energia elétrica, sistemas

fotovoltaicos de bombeamento d’água e sistemas fotovoltaicos de

iluminação pública. Os sistemas são destinados unicamente a aplicações

comunitárias, o que significa que devem beneficiar a qualidade de vida das

comunidades como um todo e não particularmente a apenas alguns

indivíduos.

O total de potência dos módulos fotovoltaicos envolvidos no PRODEEM já

compreende cerca de 5.2MWp, com mais de 8700 sistemas. Estes sistemas

estão instalados (exceto a Fase V – dec/2001) e espalhados por todos os 26

Estados brasileiros, especialmente nas regiões Nordeste (semi-árido) e Norte

(Amazônia).

Este programa pode ser considerado um dos maiores programas de

eletrificação rural utilizando energia solar fotovoltaica nos países em

desenvolvimento [6]. O CEPEL acredita que esta experiência é útil e deve

ser compartilhada.

3

1.1 Um breve histórico

O Centro Federal de Educação Tecnológica de Sergipe é uma Autarquia

vinculada à Secretaria de Educação Média e Tecnológica do Ministério da

Educação - MEC. A instituição é originada da Escola de Aprendizes e

Artífices criado em todo o país.

Em Sergipe, o CEFET-SE foi implantado através de decreto de 13 de

Novembro de 2002, contribuindo para o desenvolvimento cientifico e

tecnológico do Estado de Sergipe, formando profissionais habilitados, em

face das exigências sócio-econômicas e culturais do mundo contemporâneo.

Há 99 anos, o CEFET-SE vem formando gerações de profissionais e

acompanhando a evolução das necessidades do mercado de trabalho,

buscando sempre atualizar-se de modo a estar na vanguarda de avanços

científico-tecnológicos, qualificando cidadãos para participar ativamente do

processo produtivo do trabalho.

A missão do CEFET-SE é de contribuir com a educação do cidadão em

bases científicas e ético-políticas, para que possa participar produtivamente

do desenvolvimento social e tecnológico.

Em 1994, foi sinalizada a autorização para funcionamento da Unidade de

Ensino Descentralizado de Lagarto - UNED, através da portaria nº. 489 de

06/04/94, com os cursos de Edificações e Eletromecânica.

Em função da necessidade de expansão e interiorização do ensino técnico em

Sergipe, objetivando atender à demanda do mercado de trabalho, devido a

instalação de indústria e empresas de grande porte nos municípios, nasce, em

1995, a Unidade de Ensino Descentralizada de Lagarto-UNED, localizado

no povoado Horta, na região Centro-Sul do Estado, construída sobre uma

área útil de 22600 m², sendo 13747m² de área construída.

Na UNED de Lagarto, cerca de aproximadamente 1150 alunos estão

regularmente matriculados. A Instituição tem procurado desenvolver

projetos e ações visando atender as demandas do mercado e assegurar uma

educação profissional adequada aos avanços científico - tecnológicos.

4

Conta com os seguintes cursos: nível básico( word, Excel, Corel Draw,

Power point),e de qualificação profissional,tais como: Manutenção de

Microcomputadores, Recepcionista,Reparador de eletrodomésticos,

Eletricista Predial e Noções de Eletricidade.

Nível Técnico: Construção Civil (Construção Predial), Indústria

(Eletromecânica, Exploração de Petróleo) e Informática (Programação de

Sistemas de Informação). Além do curso superior de Tecnologia em

Automação Industrial.

Nesse contexto, a Unidade de Lagarto tem firmado parcerias e convênios

com Prefeituras, empresas e indústrias, para propiciar estágios curriculares.

A UNED tem participado de vários eventos internos e externos, palestras e

encontros, a exemplo do I Fórum de Empreendedorismo Empresarial,

Desfile Cívico, II Painel de Orientação Profissional, participação em Oficina

Pedagógica dentro da própria Instituição e Exposição Técnica e Cultural da

Uned, dentre outros. Os alunos sempre se destacam no prêmio Técnico

Empreendedor do Sebrae sendo os projetos aprovados nas etapas regionais e

nacionais[12].

A escola se moderniza para atender à crescente demanda nos setores médico,

biblioteca, Construção do laboratório de Automação e Pneumática, todos

eles climatizados.

1.2 Implantação do sistema fotovoltaico na UNED Lagarto

No ano de 1999, a UNED Lagarto foi patrocinada pelo PRODEEM, sendo

um dos parceiros na região nordeste, a CHESF (Companhia Hidrelétrica do

São Francisco), órgão fiscalizador dos sistemas fotovoltaicos.

O sistema fotovoltaico é constituído por: módulos fotovoltaicos, controlador

de carga, baterias e inversor cc/ca.Todos estes componentes ficaram na

responsabilidade da Coordenadoria de Eletromecânica com o Prof. Valter

Sales. No ano de 2003, o professor responsável foi transferido para outra

Instituição de Ensino, o CEFET Campos no Estado do Rio de Janeiro.

5

O sistema fotovoltaico ficou praticamente abandonado sem uso e

manutenção, sendo revitalizado no ano de 2008, depois da visita do técnico

do PRODEEM.

Antes da chegada do técnico do PRODEEM, o servidor da UNED, Marcos

de Oliveira Santos já estava fazendo levantamento da situação do sistema.

Uma das situações detectadas em que se encontrava o sistema eram os

módulos fotovoltaicos muito sujos; a situação apresentada indica que não

houve nenhuma orientação aos usuários sobre o efeito da sujeira. A limpeza

trata-se de uma tarefa de grande simplicidade que deveria ter sido feita ao

longo desses anos.

1.3 Objetivo

Apresentar a importância da revitalização dos Sistemas fotovoltaicos, pois

temos uma fonte de energia ecologicamente correta, limpa, inesgotável e

gratuita.

Para o sistema do CEFET-SE/UNED /LAGARTO, há muito tempo

desativado, será feita uma bancada didática que terá a função de trazer uma

melhor demonstração de um ambiente de instalações prediais, assim como

dar ao docente um apoio didático, principalmente no que diz respeito ao uso

da energia solar.

6

2 Revisão de Literatura 2.1 Os sistemas fotovoltaicos autônomos 2.1.1 Sistemas fotovoltaicos de energia solar Os sistemas fotovoltaicos compreendem o conjunto dos equipamentos

necessários para transformar a energia radiante do Sol em eletricidade

adequada para o uso do consumidor. Para fins dessa exposição eles foram

divididos em 4 classes básicas: os isolados, os híbridos, os de bombeamento

d’água e os conectados ao sistema elétrico. A seleção do sistema mais

adequado depende das finalidades que se pretende dar a eletricidade

produzida, da análise econômica, do nível de confiabilidade de fornecimento

de eletricidade que se deseja e de outras condições específicas de cada

projeto.

A eletricidade produzida pelas células fotovoltaicas tem características

específicas, exigindo equipamentos adicionais para adaptá-la aos

equipamentos consumidores. Os módulos fotovoltaicos geram corrente

elétrica contínua com tensão e corrente variáveis em função do nível de

insolação e em função dos requisitos da carga. Portanto são necessários,

entre outros, inversores quando se necessita de corrente alternada (usada na

maioria dos eletrodomésticos disponíveis no mercado), acumuladores

elétricos (baterias) para acumular a energia gerada nos momentos de

insolação para uso durante as 24 horas do dia e controladores de carga para

proteção das baterias contra cargas e descargas excessivas.

Nas seções a seguir são apresentadas as características básicas de cada tipo

de sistema com as aplicações mais comuns.

2.2 Sistemas isolados

São sistemas autônomos, totalmente desconectados e independentes da rede

elétrica. Sua única fonte energética é a radiação solar que é convertida em

7

eletricidade através dos módulos fotovoltaicos. Podem fornecer eletricidade

em corrente contínua, alternada ou ambas. Uma configuração típica está

apresentada na fig. 1.

FIGURA 01 – Sistema fotovoltaico isolado para cargas em corrente contínua

e alternada

Fonte: Referência bibliográfica [11]

Os módulos fotovoltaicos carregam as baterias durante o período de

insolação. As baterias fornecem energia elétrica, a uma tensão pouco

variável, aos equipamentos consumidores. Se estes são todos de corrente

contínua não há necessidade do inversor. O controlador de carga, na maioria

das vezes é necessário para aumentar a vida útil da bateria impedindo-a de se

carregar ou descarregar demasiadamente.

2.3 Sistemas híbridos

Neste tipo de sistema é prevista uma fonte complementar à fonte solar. São

usados principalmente motogeradores (Diesel, gás, gasolina, óleos vegetais,

álcool ou outros combustíveis) e aerogeradores para esta geração

complementar. Cada fonte energética participa com um determinado

8

percentual da energia elétrica produzida, percentual esse estimado em função

de variáveis diversas como níveis locais de insolação e velocidade dos

ventos, disponibilidade e custos de combustíveis, níveis de confiabilidade

etc. A definição das fontes e de seus percentuais de participação exige uma

análise econômica criteriosa.

Esses sistemas são usualmente complexos e necessitam de controles mais

sofisticados para integrar os vários geradores dentro de uma estratégia

operacional criteriosa que otimize o uso das fontes. Portanto são mais

utilizados em aplicações de maior porte, com maior necessidade de energia e

produzem eletricidade normalmente em corrente alternada. A fig. 2

apresenta uma configuração típica considerando três fontes energéticas.

Figura 02 – Sistema fotovoltaico híbrido para cargas de corrente alternada

Fonte: Referência bibliográfica [13] (adaptado)

2.4 Sistemas de bombeamento d’água

São sistemas projetados especificamente para bombeamento d’água de

poços, lagos e rios. Uma característica deste tipo de sistema é que ele

dispensa o armazenamento da energia elétrica produzida pelos módulos

9

fotovoltaicos já que se pode armazenar a água bombeada em reservatórios.

Nos períodos noturnos ou quando não há insolação pode-se utilizar a água

armazenada em um reservatório elevado. A fig.3 apresenta um diagrama

típico de sistema de bombeamento.

Figura 03-Sistema solar para bombeamento e elevação de água


As motobombas podem ser de corrente alternada ou contínua sendo que em

alguns sistemas de corrente contínua é dispensado o controlador de carga.

2.5 Sistemas conectados à rede

São sistemas que se caracterizam pelo fornecimento de energia elétrica para

a rede elétrica da concessionária local. Funcionam como pequenas usinas

elétricas que injetam sua energia em um sistema muito maior. Não

10

necessitam de armazenamento de energia elétrica pois usam o próprio

sistema elétrico da concessionária como retaguarda para os momentos sem

insolação.

Esses sistemas podem ser pequenos, de poucos Watt, dentro de uma

residência, ou grandes instalações para geração em bloco de vários

MegaWatt. A figura 2.4 ilustra um sistema deste tipo.

Figura 04 - Desenho esquemático de uma instalação de painéis solares

fotovoltaicos em residência, interligado a rede elétrica.


11

3 Componentes e Sistemas Fotovoltaicos Básicos Neste capítulo serão analisadas as características técnicas dos principais

equipamentos utilizados nos sistemas fotovoltaicos descritos no Capítulo 2.

No subsistema de geração de eletricidade serão descritas as características

dos módulos fotovoltaicos e o seu mais importante componente: a célula

fotovoltaica. No subsistema de armazenamento de energia elétrica serão

apresentadas as características das baterias. No subsistema de controle e

condicionamento da eletricidade serão estudados os controladores de carga,

os inversores e os conversores.

3.1 O gerador fotovoltaico

A célula fotovoltaica é o elemento básico do gerador fotovoltaico. É na

célula que se dá a conversão da energia radiante do sol em energia elétrica.

Usualmente tem a forma de pequenos discos ou retângulos e são fabricadas

em grande escala. Conforme os materiais utilizados e de acordo com a área

apresentam características elétricas específicas. São extremamente frágeis e

geram individualmente uma quantidade de energia muito pequena,

geralmente em tensões muito baixas da ordem de 0,4 a 0,5 Volt (ver fig. 5).

Figura 05 – Conversão da energia solar em eletricidade na célula

fotovoltaica


12

O módulo fotovoltaico é a unidade básica do subsistema de geração de

eletricidade. Ele consiste de uma estrutura montada em quadro geralmente

de alumínio, é composto de um conjunto de células fotovoltaicas ligadas

eletricamente entre si em paralelo e em série, cobertas por um

encapsulamento que protege as mesmas e suas conexões da ação do tempo e

dos eventuais impactos. As células são cobertas, do lado exposto ao sol, por

uma cobertura transparente, normalmente vidro, plástico ou resina de

silicone. Na parte traseira são revestidas por um material plástico,

normalmente EVA ou PVB, e outros materiais. Todos esses revestimentos,

em conjunto com o quadro de alumínio, resultam em uma estrutura rígida e

resistente ao manuseio e as intempéries. É importante que as células fiquem

protegidas da umidade do ar para que possam manter suas características ao

longo de sua vida útil.

Na saída de cada módulo se tem a soma da energia produzida por cada célula

resultando em um montante energético mais significativo e já adaptado as

características elétricas que se quer trabalhar. O número de células em série

determina as características da tensão elétrica de saída do módulo.

Usualmente um módulo típico utilizado para carregar uma bateria de 12

Volts apresenta de 30 a 36 células. Na fig. 6 está mostrado um módulo

fotovoltaico típico.

Figura 06 – Módulo fabricado pela empresa Kyocera composto de 36 células


13

Para muitas aplicações de pequeno porte basta um módulo fotovoltaico.

Aplicações maiores exigem o uso de muitos módulos. Vários módulos

podem ser conectados fisicamente e eletricamente em uma mesma estrutura

formando um painel. Este painel pode ser considerado como uma unidade

básica de uma instalação de grande porte. Cada painel é conectado de forma

a fornecer as tensões adequadas ao sistema. Esta tensão pode ser, por

exemplo, 24 V ou 48 V ou outra projetada.

Um conjunto de painéis de uma mesma instalação forma um arranjo. Um

arranjo pode ser composto por apenas um painel ou por milhares de painéis

fotovoltaicos, dependendo do porte da instalação de geração de eletricidade.

3.1.1 O efeito fotovoltaico

A célula fotovoltaica utiliza o “efeito fotovoltaico” para gerar eletricidade.

Baseia-se na propriedade de certos materiais existentes na natureza

denominados semicondutores, de possuírem uma banda de valência

totalmente preenchida com elétrons e uma banda de condução totalmente

vazia a temperaturas muito baixas. Quando os fótons da luz solar na faixa do

espectro de radiação visível incidem sobre este material excitam elétrons da

banda de valência enviando-os a banda de condução. A energia presente nos

fótons é transferida para os átomos liberando estes elétrons com alta energia.

Uma barreira consegue impedir que estes elétrons retornem a sua posição

anterior podendo-se direcioná-los para um circuito elétrico, gerando-se uma

tensão e uma corrente elétrica.

O elemento semicondutor mais utilizado atualmente é o silício. Quando se

adicionam impurezas como o fósforo ou como o boro cria-se elementos de

silício com excesso (tipo n) ou com falta de elétrons (tipo p). Esses

elementos podem ser combinados em uma junção pn. Quando os elétrons em

14

excesso do lado n são excitados por fótons solares, atravessam a linha

demarcatória formada na junção pn e são impedidos de retornar por uma

barreira que se forma na junção. Com isso os elétrons se acumulam do lado p

tornando-o um pólo negativo enquanto que o lado n torna-se um pólo

positivo. Quando se interliga externamente os dois pólos, através de um fio

condutor, há passagem de uma corrente elétrica que tende a equilibrar os

dois pólos novamente. Se a incidência dos fótons solares sobre a superfície

da célula é contínua a corrente elétrica se manterá, transformando a célula

em um gerador de eletricidade. A fig. 7 ilustra esse processo.

Figura 07 – Junção pn de uma célula fotovoltaica


3.1.2 A célula fotovoltaica

Existem diversos tipos de células fotovoltaicas no mercado. Algumas ainda

estão em estágio experimental. O objetivo maior das pesquisas é conseguir

células que apresentem custos mais baixos de fabricação, com alta

durabilidade e com boa eficiência na conversão da radiação solar em energia

elétrica. A seguir são apresentados alguns tipos de células mais importantes.

15

3.1.2.1 Células de silício monocristalino

São as células mais utilizadas atualmente, devido à sua alta confiabilidade,

alta eficiência e tecnologia de fabricação consolidada. Esta tecnologia

permite uma eficiência teórica de conversão de energia de 27%, mas as

unidades comercializadas tem eficiências na faixa entre 12% e 16%. Isto

significa que 12% da energia solar que incide sobre a célula é transformada

em energia elétrica. O restante é refletido ou transformado em calor.

O silício utilizado na fabricação da célula é basicamente o mesmo

empregado em componentes da microeletrônica. O silício purificado é

transformado em um bloco cilíndrico formado por um único cristal e fatiado

em discos extremamente finos. Estes discos convenientemente tratados para

formação das junções, são submetidos a diversos processos transformando-

se nas células fotovoltaicas.

A grande limitação dessa tecnologia está relacionada com os custos de

fabricação, que são muito elevados. A matéria prima é cara, os processos são

complexos e de alto consumo de energia e a perda de material durante a

fabricação é muito grande. Não existem perspectivas de reduções

significativas de custos das células que usam essa tecnologia.

3.1.2.2 Células de silício policristalino

Estas células são fabricadas com o mesmo material das células de silício

monocristalino. A diferença básica é que o bloco cilíndrico não é composto

de um único cristal. Este fato acarreta uma redução da eficiência das células,

mas o custo de fabricação reduz-se substancialmente em função da menor

quantidade de energia despendida.

16

São células muito confiáveis, com tecnologia consolidada e participação

significativa no mercado.

3.1.2.3 Células de filmes finos

Os filmes finos constituem atualmente o grande campo de pesquisas para

desenvolvimentos de células de menor custo. O grande objetivo é

desenvolver técnicas alternativas ao silício mono e policristalino que tenham

custos menores, mas a confiabilidade e durabilidade daqueles. A estratégia é

usar pouco material, diminuir o consumo de energia e reduzir a

complexidade dos processos permitindo a produção em larga escala.

Os principais tipos de células atualmente em pesquisa são as de silício

amorfo, as de disseleneto de cobre e índio, as de telureto de cádmio e as de

arseneto de gálio. Dos recursos financeiros canalizados para as pesquisas

cerca de 30% destinam-se ao disseleneto de cobre e índio, 22% ao telureto

de cádmio, 15% ao silício mono e policristalino, 11% ao arseneto de gálio e

10% ao silício amorfo. O restante é empregado em outras pesquisas relativas

ao módulo e aos sistemas.

Algumas dessas tecnologias, principalmente o silício amorfo, já estão em

estágio comercial com produtos disponíveis e já instalados. Ë preciso ainda

de algum tempo para se estabelecer o nível de confiabilidade das mesmas.

Entretanto se tem muita esperança que dessas pesquisas surja uma tecnologia

confiável e de baixo custo que permitirá uma grande expansão no uso da

energia solar para geração de eletricidade.

3.2 A bateria

Devido às características de variabilidade da radiação solar, a eletricidade

produzida pelos módulos fotovoltaicos apresenta níveis variáveis

17

dependendo das condições de insolação. Durante a noite não há nenhuma

geração, no início da manhã ou no final da tarde os níveis de energia elétrica

gerados são baixos. O mesmo ocorre em dias nublados. Próximo ao meio dia

a geração está no máximo.

Para algumas aplicações como o bombeamento d’água isto pode não ser

problema, pois se pode armazenar a água em reservatórios e usá-la quando

se desejar. Entretanto na maioria das aplicações de sistemas isolados

necessita-se que a energia elétrica esteja disponível durante as 24 horas do

dia e principalmente à noite para iluminação.

O armazenamento da energia elétrica contínua gerada pelos módulos é

normalmente realizado através de acumuladores elétricos ou baterias. Nestes

equipamentos a energia elétrica é armazenada sob a forma de energia

química. Quando se necessita dessa energia armazenada esta é reconvertida

em energia elétrica contínua novamente. Cada bateria é composta por um

conjunto de células eletroquímicas. Conforme o número de células ligadas

em série se tem a tensão elétrica da bateria.

3.2.1 Tipos de baterias

Existem diversos tipos de baterias utilizando tecnologias e materiais

diferentes que resultam em equipamentos de tamanhos, pesos, capacidades

de armazenamento, custos e durabilidades bastante diferentes. As tabelas das

figuras 3.8 e 3.9 apresentam algumas características de diversos tipos de

baterias disponíveis comercialmente e em desenvolvimento.

Existem as baterias automotivas especificamente projetadas para veículos

onde se deseja correntes elevadas e onde ocorrem poucas descargas

profundas. Existem as baterias próprias para tração como as utilizadas em

veículos elétricos adequadas às descargas profundas características dessa

18

aplicação. As baterias estacionárias, usadas como back-up em condições de

emergência, trabalham mais em flutuação, fornecendo energia para a carga

com esporádicos ciclos mais profundos de descarga e carga. Já as baterias

fotovoltaicas trabalham com ciclos diários de carga e descarga com

esporádicos ciclos mais profundos em épocas de chuva.

As baterias mais utilizadas em sistemas fotovoltaicos são as de chumbo-

ácido. Existem baterias especificamente projetadas para sistemas

fotovoltaicos que levam em conta as características próprias desse tipo de

aplicação. Deve ser evitado o uso de baterias automotivas comuns utilizadas

em veículos.

3.2.2 Características de baterias para sistemas fotovoltaicos

3.2.2.1 Tensão

As baterias mais utilizadas em sistemas fotovoltaicos são de 12 V de tensão

nominal, mas também são usadas baterias de 6 V. Esta é a tensão nominal já

que a tensão realmente presente nos terminais da bateria depende de sua

condição de carga e do fornecimento ou solicitação externa de energia.

Normalmente a bateria está a plena carga com 14,3 V não devendo receber

mais corrente e quando atinge 11,3 V as cargas devem ser desligadas. Estas

providências aumentam a vida útil da bateria.

3.2.2.2 Capacidade de armazenamento de energia

Quanto maior é a capacidade da bateria em armazenar energia maior

autonomia de funcionamento na ausência de radiação solar tem o sistema. A

capacidade das baterias determina o número de dias que determinado

sistema pode fornecer energia para os equipamentos consumidores sem a

presença do sol. Esta capacidade pode ser expressa em Wh ou kWh mas a

19

forma mais comum é expressá-la em Ah (Ampère-hora). Esta unidade

quantifica a corrente elétrica que se pode tirar em determinado tempo da

bateria considerando-se condições específicas de descarga, temperatura e

tensão mínima.

Uma bateria típica utilizada em sistemas fotovoltaicos tem uma capacidade

nominal de descarga de 110 Ah em 20 horas - referência a 25°C. Isto

significa que se pode tirar 5,5 A durante 20 h quando a temperatura é de

25oC ou 55 A durante 2 horas . Entretanto à medida que a descarga for mais

rápida do que o especificado a capacidade da bateria será ligeiramente

diminuída.

É preciso considerar que não se deve usar normalmente toda a capacidade da

bateria, pois quando a profundidade da descarga ultrapassa 50% da

capacidade total ocorre uma descarga profunda. Este tipo de descarga reduz

a vida útil da bateria e deve ser evitada.

3.2.2.3 Autodescarga

As baterias, devido a seus processos internos, estão permanentemente se

descarregando mesmo quando não conectadas a nenhum circuito externo.

Considerando que a energia solar fotovoltaica é normalmente gerada em

pequena escala deve-se reduzir ao mínimo esta energia perdida

internamente. O ideal é que esta autodescarga não ultrapasse 4% ao mês.

3.2.2.4 Eficiência

Mostra a relação entre a energia retirada de uma bateria e a quantidade de

energia que se tem que colocar para que ela volte ao mesmo estado de carga

anterior. Considerando o ciclo diário de carga e descarga das baterias em

sistemas fotovoltaicos é importante que estas apresentem nível de eficiência

elevado.

20

3.2.2.5 Vida útil

A vida útil de uma bateria termina quando ela não consegue mais armazenar

80% da energia que armazenava quando nova. Isto significa que ela precisa

ser substituída. E isto é um problema quando se considera que os sistemas

fotovoltaicos estão situados em locais remotos, distantes de centros de

manutenção. Além disso, os custos das baterias são relativamente altos para

muitos usuários. Portanto é importante que as baterias para sistemas

fotovoltaicos tenham vida longa, de preferência acima de 3 ou 4 anos.

Fatores que diminuem a vida útil das baterias são a alta freqüência e

profundidade das descargas e a temperatura elevada de operação. Nessas

condições os eletrodos perdem material ativo em um processo irreversível e

cumulativo. A fig. 8 mostra como a vida útil da bateria é afetada por esses

dois parâmetros.

Figura 8 – Influência da profundidade de descarga e da temperatura na vida

da bateria


Considerando que os sistemas fotovoltaicos funcionam em um ciclo diário

de carga e descarga em condições muitas vezes adversas de temperatura é

21

importante que as baterias sejam dimensionadas e especificadas

criteriosamente, colocadas em locais frescos e ventilados e que contem com

controladores de carga bem ajustados que impeçam descargas profundas ou

sobrecargas.

3.2.2.6 Manutenção

Podem ser usadas em sistemas fotovoltaicos tanto as baterias abertas, que

necessitam de inspeção periódica do eletrólito e eventual adição de água, e

as baterias seladas, do tipo “livre de manutenção”, sem necessidade de

reposição de água. Em aplicações pequenas em locais remotos, sem estrutura

de manutenção, é recomendável que se use a bateria selada.

Na compra de baterias deve-se procurar examinar a documentação técnica

do fabricante principalmente:

• Ciclo de vida para operação em sistemas fotovoltaicos com descarga

de 20%;

• Eficiência média por ciclo carga-descarga;

• Tensão máxima de recarga;

• Se há exigência de equalizações periódicas das baterias, qual é a

periodicidade e os parâmetros a serem utilizados;

• Corrente de carga;

• Capacidade útil em Ah a uma corrente determinada;

• Gráficos:

• Número de ciclos versus profundidade de descarga;

• Capacidade versus temperatura;

• Tensão versus profundidade de descarga;

• Tensão versus peso específico do eletrólito (mostrando região de

formação de gás);

• Tempo de vida projetado;

• Taxa de autodescarga.

22

3.3 O controlador de carga

3.3.1 Funções do controlador de carga

O controlador de carga é um equipamento utilizado em sistemas

fotovoltaicos basicamente para proteção das baterias garantindo uma vida

útil maior para as mesmas. Ele é muito importante considerando que a

bateria é um equipamento crítico no sistema e responsável pela maior parte

das despesas que se tem com um sistema fotovoltaico após sua instalação.

Ele protege a bateria tanto contra as descargas profundas quanto contra o

carregamento excessivo que provoca aumentos de temperatura.

Em alguns sistemas de utilização específica, com cargas fixas, pode-se

dispensar o uso do controlador de carga desde que o módulo fotovoltaico

seja projetado para gerar tensões que não danifiquem a bateria. Se a bateria

utilizada é adequada para ciclos de descarga profunda, em alguns casos,

podem ser utilizados controladores de carga que protegem a bateria apenas

contra o carregamento excessivo.

Além dessas duas funções básicas os controladores de carga também

cumprem outras funções adicionais de acordo com cada modelo. Eles

constituem a interface principal entre o sistema e o usuário, mostrando a este

o que está acontecendo com aquele. Dependendo do modelo mostram o

estado das baterias, as condições de carga e descarga etc. O usuário passa a

operar seus equipamentos de acordo com essas informações, evitando muitas

vezes a falta completa de energia.

Alguns modelos podem também desviar a energia gerada em excesso,

quando as baterias estão completamente carregadas, para outras finalidades

secundárias, evitando o desperdício dessa energia.

23

3.3.2 Descrição do funcionamento

A fig.1 mostra a posição de um controlador de carga dentro de um sistema

fotovoltaico isolado. Ele recebe a energia gerada pelos módulos

fotovoltaicos e está conectado ao banco de baterias e aos equipamentos que

irão utilizar essa energia. Sua principal função é gerenciar o fluxo de energia

protegendo a bateria, além de informar ao usuário sobre a situação de carga

da mesma.

Quando o dia está claro, com o sol brilhante e sem nuvens, os módulos

fotovoltaicos produzem uma quantidade de energia elétrica próxima aos seus

níveis máximos. Se o consumo dessa energia é baixo, as baterias vão

armazenando essa energia até que alcancem a plena carga. Se o processo

continua a bateria fica submetida a tensões cada vez mais elevadas e começa

a reduzir sua eficiência, gerando correntes internas que aquecem a bateria

elevando a temperatura do eletrólito. Esta situação reduz significativamente

a vida da bateria principalmente quando a tensão máxima dos módulos

fotovoltaicos é muito mais alta que a tensão máxima de operação da mesma.

O controlador de carga evita esta situação pois impede que a energia

proveniente dos módulos seja direcionada para as baterias quando as

mesmas estão suficientemente carregadas.

Já quando ocorre uma sucessão de dias nublados, em que a produção de

energia dos módulos é muito baixa, as baterias tendem a se descarregar

considerando que o consumo de energia continua acontecendo. Se as baterias

perdem a maior parte de sua carga, atingem uma situação de descarga

profunda. Esta situação, repetida muitas vezes, leva a uma redução da vida

útil da bateria, principalmente quando esta apresenta características

apropriadas apenas para ciclos rasos de carga e descarga. O controlador de

carga impede que as baterias se descarreguem além de um nível

predeterminado seja informando ao usuário sobre a necessidade de reduzir o

24

consumo seja desconectando os equipamentos que estão consumindo essa

energia.

Nas duas situações, quando as baterias retornam ao estado normal, o

controlador de carga reconecta, automaticamente, os módulos e os

equipamentos consumidores respectivamente.

Normalmente o controlador de carga usa o nível de tensão da bateria como

parâmetro básico para avaliar seu estado de carga.. Quando a tensão

ultrapassa o valor máximo ajustado o controlador desconecta os módulos e

quando ela alcança um valor abaixo do mínimo ajustado ele desconecta a

carga.

3.3.3 Tipos básicos de controladores de carga

Os controladores podem ser do tipo paralelo (shunt) ou série, dependendo da

forma como desconectam os módulos fotovoltaicos das baterias quando estas

atingem a posição de plena carga.

Os controladores tipo paralelo apresentam um circuito elétrico básico

conforme mostrado na fig.9. Quando as baterias estão muito carregadas o

controlador curto circuita a saída dos módulos fotovoltaicos fazendo com

que a tensão dos mesmos caia para um valor próximo de zero. Como a

tensão das baterias fica maior que a dos módulos não há mais carregamento.

São muito utilizados para sistemas com correntes baixas (até 10 A).

É preciso colocar um diodo em série para bloquear a corrente reversa da

bateria para o curto-circuito. Este diodo é também importante para evitar a

corrente reversa da bateria para os módulos durante a noite. Entretanto,

como este diodo está em série ele provoca uma queda de tensão e uma perda

de energia no sistema. Alguns tipos de controladores, quando projetados

25

para baixas tensões (<= 12 V), não usam diodos de bloqueio, pois a perda no

mesmo poderia ser maior que a eventual perda pela corrente reversa.

Figura 09 – Circuito elétrico básico de controladores de descarga tipo

paralelo

Fonte: Referência Bibliográfica [2]

Os controladores tipo série são utilizados normalmente em sistemas com

corrente mais elevada e se caracterizam por desconectar os módulos das

baterias conforme mostrado na fig. 10.

Figura 10 – Circuito elétrico básico de controladores de descarga tipo série


26

3.3.4 Características desejáveis de controladores de carga

Existem muitos tipos de controladores de carga no mercado com grandes

variações de funções e preços. Cabe ao projetista definir aquele que melhor

se adéqua às características de seu sistema. A seguir estão algumas

características desejáveis, mas nem sempre disponíveis nos modelos mais

comercializados para a tensão de 12 V.

• Vida útil esperada de pelo menos 10 anos;

• Chaveamento eletrônico (sem componentes eletromecânicos);

• Proteção contra inversão de polaridade (módulo, bateria e carga);

• Desconexão da carga para proteção das baterias contra descargas

excessivas;

• curto-circuitar o(s) módulo(s) em caso de não uso da energia gerada;

• Suportar a corrente de curto-circuito do(s) módulo(s)

especificado(s);

• Compensar as variações de temperatura;

• Indicações visuais (LEDS) para indicação de carregamento da

bateria pelo módulo de geração fotovoltaica e para indicação de

estado de carga da bateria;

• Proteção contra sobrecarga da bateria;

• Desconexão do módulo e da carga caso a bateria seja desconectada;

• Fusível de proteção contra curto-circuito no lado da carga;

• Capacidade de corrente mínima para o lado da carga de acordo com

a aplicação, para o lado dos módulos deve ser compatível com as

características dos módulos;

• Tensão de circuito aberto do módulo fotovoltaico: mínimo de

25,0 V;

• Queda de tensão máxima: 0,55 V;

• Set-points ajustáveis:

27

• Autoconsumo: até 5 mA;

• Massa conectada ao polo negativo;

• Faixa mínima de temperatura de funcionamento: 0° a 50°C;

• Contar com dispositivo para redução de tensão mecânica nos cabos e

capacidade para receber cabos de bitola até 4 mm2;

• Caixa resistente a impacto;

• Não possuir dispositivo externo para reconexão manual das cargas

quando ocorrer o desligamento por subtensão na bateria;

• Não interferência em sistemas de recepção de radiofreqüência;

• Desconexão automática da carga caso haja sobretensão no circuito

de saída e reconexão quando a tensão voltar ao normal;

• Capacidade para suportar até 25% de sobrecarga por até 1 minuto;

• Regulação de gaseificação da bateria;

• Equalização de bateria;

• Proteção eletrônica sem fusível;

• Contar com alarme prévio de subtensão na bateria.

• Contar com sistema de gerenciamento de desconexão de cargas,

desligando primeiro as cargas não prioritárias.

3.3.5 O ajuste dos set-points

Os principais parâmetros dos controladores de carga são os níveis de tensão

do sistema que devem provocar a desconexão dos módulos e da carga. Toda

vez que se desconecta os módulos está havendo uma perda de energia que é

indesejável haja vista as limitações energéticas do sistema. Por outro lado

toda vez que se desconecta as cargas o usuário fica sem energia o que reduz

a confiabilidade do sistema. Por outro lado, para se elevar a vida útil das

baterias deve-se estabelecer níveis baixos de descarga e evitar o aquecimento

demasiado das mesmas.

28

Portanto o ajuste dos set-points dos controladores de carga deve levar em

conta, entre outros, as características das baterias, o ciclo de carga e

descarga, o nível de confiabilidade de fornecimento de energia desejado, as

condições de manutenção e a vida útil desejada para as baterias. Deve-se

definir basicamente a profundidade de descarga que se vai trabalhar.

A seguir alguns valores típicos de ajuste de set-points para sistemas isolados

de 12 V.

• Tensão máxima de carregamento da bateria: 15 V;

• Tensão de desconexão das cargas: 11,4 V;

• Tensão de reconexão das cargas: 12,5 V;

3.4 O inversor de corrente contínua para corrente alternada

3.4.1 Funções do inversor

Muitos equipamentos consumidores, principalmente eletrodomésticos,

existentes no mercado, estão disponíveis apenas em corrente alternada,

usualmente na faixa de 127 V e 220 V. O mercado ainda não disponibiliza

em corrente contínua toda a gama de equipamentos que podem ser usados

em sistemas fotovoltaicos, destacando-se principalmente televisores,

videocassetes e antenas parabólicas.

A função do inversor é transformar a energia elétrica contínua das baterias

em energia elétrica alternada adequada para os equipamentos consumidores.

Usualmente trabalham com tensões de entrada de 12, 24, 48 ou 120 Vcc e

convertem para 120 ou 240 V na freqüência de 50 ou 60 Hz.

O uso de inversor deve ser analisado criteriosamente, pois apresenta custo

elevado, eleva a complexidade dos sistemas sendo fonte de defeitos além de

reduzir a eficiência global. Recomenda-se que sejam usados inversores

menores que alimentem aqueles aparelhos específicos que trabalhem com

corrente alternada. Este procedimento permite que o inversor trabalhe a

29

plena carga e com maior eficiência e em caso de defeito somente aquele

aparelho específico fica sem energia.

A grande vantagem de se trabalhar com inversores é que se eleva o nível de

tensão de trabalho reduzindo-se o diâmetro dos cabos elétricos e as perdas

ôhmicas já que se trabalha com correntes menores. Além disso, podem-se

usar equipamentos disponíveis no mercado.

Alguns tipos de módulos fotovoltaicos em desenvolvimento já incorporam

um inversor no próprio módulo. Esta pode ser uma tendência futura, pois se

poderiam ter as vantagens da corrente alternada reduzindo-se as

desvantagens citadas.

3.4.2 Tipos básicos de inversores

Os inversores que trabalham em sistemas isolados são autocomutados

gerando seu próprio sincronismo. Já os que trabalham conectados à rede

elétrica convencional têm comutação forçada pela freqüência da rede.

Existem inversores que apresentam na saída uma forma de onda

praticamente senoidal, outros trabalham com onda retangular enquanto que

outros com onda quadrada. Quanto mais senoidal é a forma da onda maior é

a qualidade do inversor. Com base nas características do equipamento que se

quer alimentar pode-se escolher o tipo mais adequado.

3.4.3 Características desejáveis de inversores

Existem diversos modelos de inversores no mercado com grandes variações

de características, potências e preços. Cabe ao projetista definir aquele que

melhor se adéqua as características de seu sistema. A seguir estão

relacionadas algumas características desejáveis, mas nem sempre disponíveis

nos modelos mais comercializados, para um inversor de 12 Vcc para 120

30

Vac, potência de 200 W suficiente para alimentação de um televisor, um

videocassete e um receptor de antena parabólica.

• Tensão de entrada

� Tensão nominal de 12 Vcc com possibilidades de variação

entre 11,0 e 14,5 Vcc

• Tensão de saída

� Tensão nominal entre 115 e 127 Vca monofásica

� Faixa de variação +- 5%

� Freqüência 60 Hz +- 5%

� Forma de onda: senoidal modificada

� Distorção harmônica total inferior a 10 %

• Potência de saída

� Operação contínua: 200 W

� Curta duração (durante pelo menos 4 segundos): 600 W

� Eficiência: acima de 85% entre 100 W e 200 W com carga

resistiva

� Expectativa de vida útil: 10 anos

� Operação na faixa de temperatura ambiente entre 0 e 500 C

� Retorno automático sem necessidade de reset

� Proteção contra sobretensão e subtensão de entrada e

sobrecorrente

� Proteção eletrônica contra inversão de polaridade na entrada

� Desligamento automático em condições de sobrecarga e

elevação de temperatura

� Indicação visual de condição de operação

3.5 O conversor de corrente contínua

Muitas instalações isoladas não utilizam inversores, o que reduz o custo e a

complexidade e aumenta a eficiência do sistema. Nesses casos todos os

31

equipamentos consumidores devem ser adequados para trabalharem com

corrente contínua. A tensão usual em pequenos sistemas é de 12 V variando

normalmente de acordo com o estado das baterias entre 11,5 e 14,5 V.

Entretanto existem aparelhos eletrodomésticos que operam com pilhas, que

trabalham com tensões menores, múltiplas de 1,5 V que é a tensão de uma

pilha. Enquadram-se neste caso os rádios transistorizados, gravadores,

aparelhos de CD e pequenos televisores muito comuns principalmente em

residências rurais. Os conversores CC/CC são utilizados para tornar

disponíveis estas tensões permitindo aos usuários economizarem os recursos

que seriam gastos com pilhas.

Estes aparelhos ainda não são comuns no mercado, mas tendem a ser mais

facilmente encontrados a medida que os sistemas a baterias forem sendo

disseminados. A seguir são descritas algumas características desejáveis para

conversores em sistemas de 12 V.

• Tensão de entrada: 11,5 a 14,5 Vcc;

• Tensões de saída: l,5 - 3,0 - 4,5 - 6,0 -7,5 - 9,0 Vcc (tolerância para

cada nível de tensão = ± 10%);

• Capacidade mínima de corrente de saída: 1,0 A;

• Chave seletora de tensão de saída;

• Chave reversora de polaridade de tensão na carga;

• Disponibilidade de pelo menos 6(seis) tipos diferentes de plugs de

saída;

• Ruído: nenhum;

• Indicação visual LED/ para sinalização de operação.

3.6 Sistemas básicos

3.6.1 - Sistemas básicos residenciais

O sistema deve ser projetado conforme as características da residência e dos

equipamentos que se quer alimentar, conforme descrito à seguir. A fig. 11

32

mostra a configuração básica de um sistema para uma pequena residência

rural.

Figura 11 – Sistema fotovoltaico residencial típico para cargas em corrente

contínua


Os sistemas diferenciam-se, basicamente, pela capacidade de fornecimento

de energia para as necessidades dos usuários. Caso o usuário permaneça com

as lâmpadas acesas mais do que o tempo permitido ou utilize o televisor ou

outros aparelhos em demasia, o sistema se desligará automaticamente

deixando-o sem energia até que um período ensolarado aconteça e

recarregue as baterias. O mesmo poderá ocorrer em períodos prolongados de

nebulosidade se o usuário não adequar seu consumo às condições

meteorológicas. Portanto é essencial que o sistema seja adequadamente

selecionado em função do consumo e das possibilidades econômicas do

usuário e que o mesmo seja alertado para as limitações do sistema.

3.6.1.1 - Sistema fotovoltaico residencial simples

Sistema adequado para domicílios rurais com pequena necessidade de

energia, onde é prevista a instalação apenas de lâmpadas e rádio/gravador.

Tem uma capacidade média de produção de energia elétrica na faixa entre 5

kWh/mês e 10 kWh/mês dependendo das condições meteorológicas locais e

33

dos módulos utilizados. Dimensionado para suportar apenas algumas

lâmpadas fluorescentes durante cerca de 3 horas diárias além de um

rádio/gravador. Conforme o tamanho do módulo utilizado pode também

alimentar um pequeno televisor por cerca de 3 horas diárias. Este televisor

deve ser de 12 Vcc, não superando a potência nominal de 20 W.

Sua composição básica é a seguinte:

• Um ou dois módulos fotovoltaicos totalizando 50 W a 100 W de

potência de pico;

• Uma ou duas baterias de tensão nominal de 12 V, na faixa de 100

Ah dependendo da autonomia desejada;

• Um controlador de carga para proteção da bateria

3.6.1.2 - Sistema fotovoltaico residencial típico

Sistema adequado para domicílios rurais típicos com pequena necessidade de

energia, onde é prevista a instalação apenas de lâmpadas, rádio/gravador, um

televisor de baixo consumo e em alguns casos uma pequena bomba d’água.

Tem uma capacidade média de produção de energia elétrica entre 10 e 20

kWh/mês. Devido à sua maior capacidade em relação ao sistema simples

permite um maior número de lâmpadas fluorescentes além de permitir que

estas e o televisor fiquem ligados mais tempo. Sua composição básica é

semelhante ao sistema simples mas com uma capacidade maior dos módulos

fotovoltaicos ( faixa entre 100 e 200 Wpico) e das baterias (2 a 4 baterias de

100 Ah):

3.6.2 - Sistema fotovoltaico para escolas e centros comunitários

Sistema adequado para escolas e centros comunitários rurais típicos com

pequena necessidade de energia, onde é prevista a instalação apenas de

lâmpadas, televisor colorido com videocassete e antena parabólica e

eventualmente um computador ou um refrigerador especial. Tem uma

34

capacidade média de produção de energia elétrica normalmente entre 30 e 60

kWh/mês. Devido à sua maior capacidade em relação aos sistemas

residenciais simples e típicos permite um maior número de lâmpadas

fluorescentes além de permitir que estas e o sistema de vídeo fiquem ligados

mais tempo. Sua composição básica está apresentada na fig. 12 apresentando

um arranjo de painéis fotovoltaicos na faixa entre 300 e 600 Wpico e

baterias na faixa entre 600 a 1200 Ah.

Uma alternativa é que as lâmpadas sejam alimentadas em corrente contínua e

seja usado inversor apenas para aqueles aparelhos que não estejam

disponíveis em corrente contínua no mercado. Existem projetistas que

julgam mais conveniente que todas as cargas sejam alimentadas em corrente

alternada.

Figura 12 – Sistema fotovoltaico típico para escolas e centros comunitários

Fonte: Referência bibliográfica [ 7 ]

Em muitas escolas e centros comunitários são instalados também sistemas de

bombeamento d’água. Esses sistemas constituem uma unidade a parte e

serão tratados no capítulo específico para sistemas de bombeamento d’água.

3.7 Custos estimados

Os equipamentos disponíveis no mercado nacional têm preço mais elevado

que o mercado internacional, principalmente aqueles relacionados com

35

corrente contínua. Em média os custos estimados de instalação dos sistemas

fotovoltaicos residencial simples e típico ficam entre R$ 15 e R$30 por cada

Wpico instalado. Os custos são menores para sistemas maiores e quando a

instalação é parte de um programa de maior porte com concorrências

internacionais e com instalação por equipes especializadas terceirizadas.

Quando a instalação é pequena e adquirida individualmente os preços de

equipamentos e instalação são maiores.

Para a redução dos custos de instalação em programas de maior porte são

importantes as seguintes providências:

• Realizar montagens seqüenciais em uma mesma comunidade para

reduzir os custos de transporte e agilizar os procedimentos;

• Realizar esforços no sentido de reduzir os impostos que oneram a

aquisição dos equipamentos;

• Contratar empreiteiros da região para instalação completa dos

sistemas;

• Padronizar sistemas, materiais e procedimentos;

• Adquirir os equipamentos em bloco para reduzir o custo unitário;

Um pequeno sistema simples de 50 W instalado dificilmente sai por um

valor inferior a R$1300,00 na atual conjuntura nacional. Considerando que

os usuários desse tipo de sistema são pessoas de baixo nível de renda torna-

se muito difícil que haja uma disseminação da tecnologia nas regiões mais

necessitadas. Além disso, deve-se atentar para o fato de que apesar da

tecnologia fotovoltaica constituir-se em uma opção tecnicamente viável e

reconhecida, o primeiro impacto previsto é a falta de confiança por parte dos

futuros usuários, bem como o caráter inferior dado à mesma, quando

comparada ao fornecimento convencional de energia, através da

concessionária local.

36

Portanto, quanto maior for a atratividade dos subsídios e das condições

comerciais a serem oferecidas aos usuários, maiores serão as possibilidades

de êxito nos programas lançados [7].

3.8- Vantagens da energia solar

As principais vantagens obtidas pelos sistemas solares de fornecimento de

energia elétrica são as seguintes:

A energia solar é a solução para levar a eletricidade a locais onde o acesso à

rede convencional é difícil, ou o fornecimento é feito de maneira precária. É

cada vez mais utilizada para a iluminação e a comunicação rural,

bombeamento de água e eletrificação de cercas para gado. Postos de saúde,

em locais isolados, também se beneficiam da Energia Solar. Com a

utilização de painéis solares, é possível abastecer refrigeradores para a

conservação de vacinas, prover iluminação, comunicação dentre outros.

b) O sistema de bombeamento solar dispensa a rede elétrica e o motor

diesel, produzindo sua própria eletricidade. É eficiente, confiável, necessita

de pouca manutenção e resolve o problema de abastecimento de água com

um custo relativamente baixo. Uma característica favorável ao uso dessa

tecnologia refere-se ao casamento perfeito entre a fonte energética, a

radiação solar e a necessidade de água. Geralmente, as regiões mais secas e

carentes de água são as que possuem insolação em abundância. E em épocas

de maior nebulosidade, a necessidade de água normalmente é menor.

c) A Energia Solar é aplicável em quaisquer circunstâncias. Graças à sua

simplicidade de instalação, ela pode ainda ser aplicada a diversas outras

áreas de atividade, como:

• Repetidoras remotas de rádio e TV;

• Camping, moto-homes e barcos de passeio;

• Dessalinização de água;

37

• Iluminação pública;

• Sinalização marítima; e

• Abastecimento de campos avançados, militares e científicos.

d)É uma energia limpa, pois a geração, a captação, a transformação e o

aproveitamento não envolvem nenhum tipo de poluição.Portanto, a energia

solar, diferente do que acontece com outras formas de energia, é limpa, não

apresentando nenhum tipo de poluição ao meio ambiente.

e)Vida útil prolongada: existe, no Brasil, a constatação de vários sistemas

solares,instalados há mais de 25 anos, em perfeitas condições de

funcionamento[3].

3.9 Limitações

Em residências maiores, de maior nível de renda, poderão ser dimensionados

sistemas de maior capacidade para alimentar outros aparelhos como

televisores colorido com antena parabólica, CDs, refrigerador especial, etc.,

permitindo o uso mais prolongado da iluminação e do televisor e maior

volume de água bombeada.

Poderão ser ligados ao sistema na tomada de 12 Vcc: rádio, TV, gravador e

outros aparelhos eletrônicos de baixo consumo (tempo de uso limitado pelas

dimensões do sistema).

Os sistemas não permitem chuveiros, ferros elétricos, aquecedores,

secadores de cabelo, refrigeradores comuns e qualquer outra carga de

consumo elevado [7].

38

4 Material e Métodos

4.1 Descrição do sistema de Lagarto

O sistema fotovoltaico do Centro Federal de Educação Tecnológica de

Sergipe está localizado no município de Lagarto, precisamente na Unidade

de Ensino Descentraliza situada na Rodovia Lourival Baptista, no povoado

Carro Quebrado. A distância do município à capital é de 75 km.

A escola se encontra em funcionamento nos turnos da manhã, tarde e noite.

Abaixo, seguem dados feitos pelo técnico do Prodeem em visita à escola

sobre o Relatório Técnico de Revitalização de Sistemas Energéticos e

Informações sobre a disponibilidade de Recursos Energéticos.

No dia 30 de Outubro de 2007, no turno matutino, o Técnico do Prodeem

esteve na Unidade de Ensino Descentralizada de Lagarto, às 09h00min horas

(figura 13).

Figura 13 - Chegada do técnico do Prodeem

O Técnico Marcelo obteve informações sobre a revitalização do Sistema

Fotovoltaico, juntamente com o servidor Marcos de Oliveira Santos, que

auxiliou no relatório técnico.

39

Foram entregues 01 inversor de 220 V, 01 caixa, 01 caixa para suporte das

baterias,02 baterias de 115Ah, 05 luminárias, 05 fluorescentes, 01 regulador

de cargas,04 disjuntores e um livro guia.

4.1.1 Dados técnicos do patimônio após a revitalização

4.1.1.1 Localização

Lat.: 10° 56’ 12,5” (S) Long.:37° 39’ 22,4’’ (W) Alt.(m):163

Nome do Sistema: XXXXX Distância do sistema da casa mais próxima(m): 02

4.1.2. Painel fotovoltaico

Identificação da Fase: ( ) Fase I ( ) FaseII ( ) FaseIII ( ) FaseIV ( ) FaseV Ano de Instalação:

Tipo de Kit:

Arranjo: ( 1 ) Em série: ( 3 ) Em paralelo: Diodos de Bloqueio.: ( x ) Sim ( ) Não

Potência dos Módulos (Wp): 65 No

de Circuitos: 01 Caixa de Junção: ( x ) Sim ( ) Não

Medição: Tensão de Entrada: -

Tensão de Saída: -

Tensão de circuito aberto (Vcc): -

Corrente de Curto: -

Tensão Nom.(V):16.3

Corrente(A):4.0

Altura do Solo(m): 1.40 Inclinação (graus): 25° No

. de apoios no solo:04

Estrutura de Suporte do Módulo: ( ) Estrutura Metálica ( ) Sobre a Casa ( ) Poste de Concreto

( x ) Madeira ( ) Alvenaria ( ) Outros:

Cerca: ( ) Boa ( ) Estragada ( X ) Não há

Fabricante do Módulo Fotovoltaico: ( ) Solarex ( ) Kyocera ( ) Siemens ( ) Ase ( ) Outro:

Modelo: PV65-6E

Quantidades de Módulos: ( 3 ) Em operação: ( ) Roubados: ( ) Quebrados:

( ) Defeituosos: ( ) Removidos:

Números de Série & N°. de Patrimônio dos Módulos:

Série:95931824 Série:95931826 Série:95931825

Patr. 057366 Patr. 057384 Patr. 057674

Observações: SISTEMA PARA USO DIDÁTICO

40

Figura 14 - Entrega dos novos equipamentos

4.1.3. Controlador de carga

Fabricante/Quantidade: ( ) Trace: ( 1 ) Morning Star: ( ) ProStar: ( ) Isofoton: ( ) Atersa ( ) Outro:

Modelo(s): PRS 30

Número de Série: 006800066

No

de Tombamento: 057355

Operacionalidade/Quantidade: ( )Normal: ( x )Paralisado: ( )Extraviado: ( )Furtado: ( )Removido:

( )Outro:

Medição: Tensão Nominal (V): 12

Tensão de Entrada (A): -----

Tensão de Saída (A): ----

Radiação Solar: ( ) Forte ( x ) Média ( ) Fraca

Corrente de Entrada (A): ---

Corrente de Saída (A): ----

Observações: SISTEMA PARA USO DIDÁTICO

Figura 15 - Controlador de carga antigo

41

4.1.4. Inversor CC/CA

Fabricante/Quantidade:( )Trace:( )Atersa: ( )Galiana: ( )Pronet: ( )Isofoton: ( )ASP: ( 1 )PowerStar: (

)Statpower/Xantrex: ( )Outro(s):

Modelo(s): UPG 400 Número de série:0080096 No

de Tombamento: 057.367

Operacionalidade/Quantidade: ( 1 )Normal: ( )Paralisado: ( )Extraviado: ( )Furtado:

( )Removido: ( )Outro:

Medição c/carga:

Tensão de entrada: Tensão de Saída:

Medição sem carga

Tensão de entrada: Tensão de Saída:

Situação Quadro de Controle: ( x )Bom ( )Danificado ( )Não há

Tipo:( )Senoidal ( x )Senoidal Modif. ( )Quadr. TensãoNom.Saída(Vac):( x )110 ( )220 Frequência(Hz):60

Potência Nominal(W): 400

Observações:Sistema para Uso Didático

Figura 16- InversorCC/CA

4.1.5. Baterias

Fabricante/Quantidade: ( )Moura: ( )Concorde: ( 2 )Exide: ( )Trojan: ( )Delphi: (

)Outras:

Modelo:PVX 1200 Capacidade(Ah):120 Configuração/Quantidade: ( 1 )Em série:

( 2 )Em paralelo:

Tensão com Carga: -------- Tensão sem Carga: ------

Operacionalidade/Quantidade: ( )Normal: ( )Baixa carga: ( )Mau funcionamento: ( )Sem Carga: (

x )Fim da vida útil: ( )Extraviada: ( )Removida: ( )Não Instalada: ( )Outra:

Observações: Sistema para Uso Didático

42

Foram retiradas as baterias que estavam em péssimo estado(figura 17)e com

terminais oxidados (figura 18) que serão substituídas pelas novas(figura 19).

Figura 17 - Bateria antiga do sistema Figura 18 - Terminal da bateria

com oxidação

Figura 19 -Baterias novas

4.2. Dados técnicos do patrimônio após a revitalização

4.2.1. Localização

Lat: 10° 56’ 12,5” (S) Long.:37° 39’ 22,4’’ (W) Alt.(m):1,63

Nome do Sistema:xxxxxxxxxxxxx Distância do sistema à casa mais próxima(m): 02

4.2.2. Painel fotovoltaico

Fabricante: ( )Solarex ( )Kyocera ( )Siemens ( )Ase ( x )Outro:

Modelo: PV65E

Nº. total de Módulos: 03 Potência dos Módulos (Wp): 65 Tensão de

circuito aberto (Vcc):16.3 Corrente de Curto Circuito: Arranjo: Em Série: 1

Em Paralelo:3

No

de série dos Módulos: 95931824 95931826 95931825

43

No

de Tombamento: 057.366 057.384 057.674

Estrutura de Suporte do Módulo: ( X )Estrutura Metálica ( )Sobre a Casa ( )Poste de Concreto

( )Madeira ( )Alvenaria ( )Outros:

Cerca: ( )Boa ( )Estragada (X)Não construída

Observações: Sistema para Uso Didático

4.2.3. Controlador de carga

Fabricante/Quantidade: ( )Trace: ( )Morning Star: ( )ProStar: ( )Isofoton: (

)Atersa: ( x )Outro:Phocos Modelo(s): CX40

Tensão Nominal do Controlador (V): 12 Corrente Max(A):40 Corrente de Entrada(A):---------

Corrente de Saída(A):-----

Radiação Solar: ( )Forte ( )Média ( )Fraca Tensão de Entrada (A): Tensão de

Saída (A):

Número de série: 061108149 No

de Tombamento: 054.748

Figura 20 - Controlador de carga Phocos CX40

4.2.4. Inversor CC/CA

Fabricante/Quantidade: ( )Trace: ( )Atersa: ( )Galiana: ( )Pronet: ( )Isofoton: ( )ASP:

( )PowerStar: ( )Statpower/Xantrex: ( x )Outro(s): Provolt

Modelo: ICP –ST

44

Medição com Carga

Tensão de Entrada(Vcc):--------

Tensão de Saída(A): --------

Medição sem Carga

Tensão de Entrada(Vcc): --------

Tensão de Saída(A): --------

Potência Nominal(W): ????

Número de série: 21022

No

de Tombamento: 054364

Figura 21 - Inversor Provolt 220V


4.2.5. Baterias

Fabricante/Quantidade: ( )Moura: ( )Concorde: ( )Exide: ( )Trojan: ( 2 )Delphi: ( )Outras:

Modelo:DF 3000 Capacidade: 170 Configuração/Qtd: ( )Em série ( ) Em paralelo:

Tensão com Carga: ------- Tensão sem Carga: --------

Operacionalidade/Qtd: ( )Normal: ( )Baixa carga: ( )Mal funcionamento: ( )Sem Carga: ( )Fim

da vida útil: ( )Extraviada: ( )Removida: ( )Não Instalada: ( )Outra:

4.3. Instalação elétrica interna

Fiação em eletrodutos ou canaletas:( ) Não

( x )Sim Número de interruptores: --

Condutores em cobre rígido: ( ) Não ( x ) Sim Número de tomadas: --

Observações: Sistema para uso didático

45

4.4 Responsabilidades

Responsáveis pelas informações do Módulo 2

Agente Local do PRODEEM

Nome :Marcos de Oliveira Santos

Assinatura :

Atividade :Assistente de Laboratório/Coordenador

Agente Local do PRODEEM – Substituto

Nome

Assinatura

Atividade

Técnico de Revitalização

Nome :Marcelo Santos

Assinatura

Empresa: Salviano Engenharia

4.5-Compromissos assumidos

COMPROMISSO RESPONSÁVEL PRAZO

Fazer cerca de Proteção para os

módulos

30 dias

RECOMENDAÇÕES DA EQUIPE DE REVITALIZAÇÃO E CAPITALIZAÇÃO DO PRODEEM

Sistema para uso didático

Declaramos, para todos os fins de prova e direito, que recebemos, nesta data, o conjunto de equipamentos

integrantes do sistema fotovoltaico ora especificado em anexo, devidamente revitalizado e em perfeitas condições

técnico – operativas, sendo de nossa

responsabilidade suas respectivas guardas e conservações.

Data Prefeitura/concessionária/Incra/Funai

(Nome/Assinatura do Gestor)

30/10/07 Jocelmo Rodrigues Pereira

Data Equipe de Revitalização/Responsável(Nome/Assinatura)

30/10/07 Marcelo Nunes Santos Silva

46

PAINEL FOTOVOLTAICO

Foto 22 (Vista frontal dos painéis fotovoltaicos)

Foto 23 (Detalhe da placa com número patrimonial)

BATERIAS QUADRO DE CONTROLE

Foto 24(Detalhe interno – conexão entre baterias)

Foto 25 (Vista do quadro de controle, inversor +

controlador)

47

VISTA GERAL DA INSTALAÇÃO COMUNITÁRIA

Foto 26 (Vista da instalação comunitária beneficiada com o sistema)

Fonte:Referência Bibliográfica [ 4 ]

4.6 - Manutenção e Inspeção

Todo sistema fotovoltaico deve sofrer inspeção e manutenção regularmente,

de forma a garantir uma operação eficiente e impedir, em muitos casos, a

ocorrência de problemas futuros.

A manutenção a ser realizada em Sistemas Fotovoltaicos é relativamente

rápida e simples. Muitos procedimentos para uma boa manutenção

preventiva podem ser realizados pelo próprio usuário do sistema.

Entretanto, os procedimentos de manutenção corretiva exigem

conhecimentos mais profundos acerca dos componentes do sistema

fotovoltaico e, por isso, devem ser realizados por pessoas capacitadas.

A seguir, são apresentadas recomendações de segurança pessoal e

procedimentos de inspeção para os vários componentes de um sistema

fotovoltaico. É também apresentado um exemplo de planilha de inspeção,

que após sofrer adaptações, poderá ser utilizada para casos específicos [2].

48

4.7- Procedimentos gerais de segurança

Apesar das baixas tensões tipicamente geradas pelos módulos fotovoltaicos e

baterias, ambos podem conter quantidades letais de corrente elétrica. Além

disso, a associação destes componentes pode tornar ainda mais perigosa a

manipulação de SFs. É comum, para sistemas de médio e grande porte,

tensões nominais de centenas de Volts, em corrente contínua. Os

procedimentos citados a seguir devem ser cuidadosamente observados

sempre que uma manutenção se fizer necessária.

∗ Os módulos fotovoltaicos geram energia sempre que alguma luz solar

incide sobre eles. Assim, para “desligá-los” será necessário cobrí-los com

um material opaco ou virá-los para o chão.

∗ Sistemas Fotovoltaicos trabalham, em geral, com altos níveis de corrente,

embora a tensão do conjunto possa ser baixa. Por este motivo, durante a

manutenção, o técnico deve manter-se isolado de partes “vivas” do circuito

ou de pontos de aterramento, ou seja, deve permanecer em “potencial

flutuante”.

É conveniente o uso de luvas e calçados isolantes.

∗ As extremidades de empunhadura das ferramentas metálicas, usadas

durante a manutenção dos componentes elétricos, devem estar

adequadamente isoladas com uma fita ou revestimento não condutivo de

plástico resistente. Além disso, as ferramentas devem, se possível, ser mais

curtas do que a distância entre os terminais da bateria, para reduzir a

possibilidade de causar um curto-circuito, em caso de queda. Curto-circuito

em baterias podem “derreter” o elemento causador do curto, provocando

sérias queimaduras no técnico que está efetuando o trabalho.

∗ O compartimento das baterias deve estar bem ventilado, pois, com a

possível liberação do gás hidrogênio durante o carregamento, o mesmo pode

ser inflamado por uma faísca, resultando em uma explosão. Em função disto,

49

possíveis fontes de ignição, tais como, cigarros, faíscas, chamas etc, devem

estar afastadas das baterias.

∗ Como as baterias chumbo-ácido contêm ácido sulfúrico de alta

concentração, ao manuseá-las, é recomendado o uso de protetores para os

olhos e face e luvas de borracha. É importante ainda, manter, próximo ao

local, água e bicarbonato de sódio para remover e neutralizar o ácido, nos

casos de emergência, conforme mostrado na Tabela 1.

Tabela 01 - Ações recomendadas em caso de acidente com baterias.

Ocorrência Ação

Ácidos nos olhos *Lavar os olhos com água corrente por,pelo

menos dez minutos.

*Procurar assistência médica imediatamente.

Ácidos sobre a pele *Neutralizar o ácido imediatamente com uma

solução de água e bicarbonato de sódio.

*Lavar a região afetada com água fresca em

abudância.

Ácido agindo internamente *Beber grande quantidade de água ou leite,

seguindo de leite de magnésia, ovo batido ou

óleo vegetal.

*Procurar assistência médica imediatamente.


4.8- Manutenção preventiva

Recomenda-se fazer inspeções periódicas nos Sistemas Fotovoltaicos, pois

desta forma, pequenos problemas poderão ser identificados e corrigidos, de

modo a não afetar a operação do sistema. A inspeção periódica deve ser

iniciada logo após a instalação do sistema, quando ele, supostamente, está

operando satisfatoriamente.

50

A seguir, são apresentados, para alguns componentes, procedimentos

simples de manutenção preventiva que, se bem realizados, garantirão o

adequado funcionamento dos sistemas.

4.8.1- Módulo fotovoltaico

4.8.1.1- Aspectos físicos

Na inspeção visual devem ser verificadas as condições físicas do módulo,

certificando-se de que a cobertura de vidro está inteira e limpa, as células

não apresentam sinais de rachaduras e descoloração, a armação e estrutura

de montagem estão fixas, sem pontos de oxidação e devidamente aterradas.

Caso haja necessidade de limpeza da cobertura de vidro, a mesma pode ser

feita com o uso de uma flanela e água. Cuidados devem ser tomados para

evitar que o vidro seja arranhado por partículas que estejam presas na

flanela. Por este mesmo motivo, o uso de sabão e jóias (anéis e relógios) não

é recomendado.

Durante a limpeza, deve ser observado o melhor posicionamento, evitando-

se apoiar nos módulos.

Nos dias em que o tempo estiver claro e com poucas nuvens, os módulos

deverão ser limpos preferencialmente no início da manhã ou final da tarde,

de forma a evitar que possíveis choques térmicos danifiquem o vidro de

cobertura do módulo.

Se o módulo estiver instalado em ambiente muito empoeirado, recomenda-se

limpá-lo mensalmente, pois períodos superiores a três meses poderão

prejudicar, significativamente, o desempenho do sistema.

Perdas de até 10% no desempenho já foram verificadas em módulos

instalados em regiões de muita poeira no Brasil [2].

O ângulo de inclinação dos módulos, com tolerância de 5º daquele

especificado no dimensionamento do sistema, pode ser verificado com o uso

de um transferidor.

51

Com o uso de uma bússola, pode-se verificar também, o ângulo azimutal do

módulo. Geralmente, o sistema aponta para o Norte Verdadeiro, quando

situado no Hemisfério Sul, e para o Sul Verdadeiro, quando está no

Hemisfério Norte. Entretanto, ângulos diferentes podem ser utilizados. A

correção necessária às leituras provenientes da bússola pode ser realizada

com o uso do Mapa de Declinação Magnética, disponível em anexo.

4.8.1.2- Aspectos elétricos

Para verificar o desempenho dos arranjos fotovoltaicos, recomenda-se medir

a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito, conforme descrito a

seguir.

Procedimentos para medir a tensão de circuito aberto

Arranjo fotovoltaico

Com o arranjo fotovoltaico desconectado do resto do sistema, de forma a

obter a tensão do arranjo e não a da bateria, pode-se medir a tensão de

circuito aberto com o uso de um voltímetro de corrente contínua (Figura 27).

Deve-se multiplicar a tensão especificada pelo fabricante (para o nível de

insolação no momento da medição), pelo número de módulos conectados em

série, e compará-la ao valor medido da tensão de circuito aberto do arranjo

fotovoltaico.

Módulo fotovoltaico

Mantendo o arranjo desconectado do resto do sistema, deve-se medir a

tensão de circuito aberto de cada módulo. Para isso, o voltímetro de corrente

contínua deverá ser colocado entre os terminais positivo e negativo de cada

52

módulo. Não há, portanto, necessidade de desconectar os módulos do

conjunto (Figura 28).

Figura 27- Medindo a tensão de circuito aberto do arranjo.


Figura 28 - Medindo a tensão de circuito aberto do módulo.


O valor de tensão de circuito aberto de cada módulo deverá ser comparado

com as especificações do fabricante. Conforme descrito no Capítulo 4[2], a

tensão de circuito aberto é fortemente dependente da temperatura da célula.

Pelo fato da temperatura real de operação ser, normalmente, maior do que

53

25ºC é esperado que a tensão de circuito aberto medida seja inferior àquela

especificada para as condições padrão.

Procedimentos para medir a corrente de curto-circuito

No momento de medir as correntes de curto-circuito dos módulos ou do

arranjo fotovoltaico, recomenda se tomar muito cuidado para não curto -

circuitar os terminais do banco de baterias. Para isso, deve-se garantir que a

chave de desconexão, colocada entre o curto-circuito e o banco de baterias,

esteja aberta.


A leitura da corrente de curto-circuito é realizada com o uso de um medidor

de corrente contínua (amperímetro). Para realizar a medição, deve-se ligar as

conexões do arranjo e curto-circuitar os pontos positivo e negativo do

conjunto inteiro. Em seguida, mede-se, com o alicate amperímetro, a

corrente de curto-circuito real (Figura 29). Deve-se usar fio com bitola

apropriada e cuidar para evitar centelhamento no momento do “curto”. O

ideal é utilizar-se uma chave dimensionada para os níveis de tensão e

corrente do arranjo, e que seja capaz de absorver o arco do chaveamento.

Como mencionado na seção 4.1[2], a corrente de curto-circuito é

proporcional à intensidade solar e, por isso, no momento do teste,

recomenda-se usar um medidor de radiação solar.

A quantidade de corrente do arranjo pode ser muito mais alta do que a

capacidade do amperímetro. Para evitar danos ao instrumento, recomenda-se

estimar o valor da corrente máxima antes de realizar as medições. Isto pode

ser feito multiplicando-se a corrente esperada (fornecida pelo fabricante)

para cada um dos módulos, pelo número de módulos conectados em paralelo

54

no sistema. Devem-se iniciar as medições com o amperímetro ajustado para

sua mais alta faixa de operação e, gradativamente, ir baixando a escala.

Figura 29 - Medindo a corrente de curto-circuito do arranjo.


Cuidados especiais devem ser tomados ao abrir ou fechar circuitos de

elevada corrente contínua, pois os arcos CC (centelhas) são muito difíceis de

extinguir e podem causar sérias queimaduras e/ou danos ao equipamento.

Módulo fotovoltaico

Caso o instrumento utilizado seja um alicate amperímetro, pode-se usar um

pequeno pedaço de fio para conectar os terminais positivo e negativo de cada

módulo (Figura 30). É importante usar fio com bitola apropriada para a

corrente esperada.

Conforme citado anteriormente, no momento do teste, deve-se medir o nível

de radiação solar. Em seguida, basta comparar a corrente medida dos

módulos com as especificações do fabricante, para a quantidade de radiação

solar incidente. Tipicamente, a corrente de saída do módulo é especificada

55

para o nível de irradiação de 1000 W/m2, à temperatura de 25ºC. Pelo fato

da temperatura real de operação ser, normalmente, maior que 25ºC, é

esperado que a corrente de saída medida seja ligeiramente maior que a

especificada, mesmo para uma radiação no plano do módulo igual à 1000

W/m2.

Durante os testes dos módulos, deve-se considerar que a radiação solar pode

sofrer variações significativas.

Assim, enquanto as medições estiverem sendo realizadas, é importante

observar a indicação do medidor de radiação. Outro fator que deve ser

considerado é a limpeza dos módulos, uma vez que módulos sujos fornecem

menos corrente.

Figura 30 - Medindo a corrente de curto-circuito do módulo


4.8.2- Baterias

Algumas baterias seladas não precisam de reposição de água e, por isso, a

manutenção a ser realizada é mais simples. Entretanto, os tipos que

necessitam de reposição de água exigem maiores cuidados. Nestes casos,

56

deve-se verificar o nível e a densidade do eletrólito periodicamente, a fim de

evitar danos à bateria e conseqüente redução de sua vida útil.

A seguir, são apresentados procedimentos gerais de manutenção que deverão

ser realizados nas baterias usadas em Sistemas Fotovoltaicos. Pelo fato das

baterias chumbo-ácido serem as mais utilizadas e necessitarem de intervalos

regulares de manutenção, esta seção dará maior enfoque a esta tecnologia.

4.8.2.1- Aspectos físicos

Pelo fato das baterias, em geral, liberarem gases durante o processo de

recarga, é necessário um sistema de ventilação adequado e funcional, que

também contribuirá para manter a temperatura de operação das baterias

dentro de níveis adequados. Assim sendo, os furos ou venezianas na caixa

das baterias devem estar abertos à circulação de ar, podendo ter telas para

prevenir a obstrução por vegetação, insetos ou animais.

Os terminais das baterias, para estarem protegidos da oxidação, devem ser

limpos e tratados periodicamente com um inibidor de corrosão que é

comumente encontrado no mercado. Todas as conexões de cabos devem

estar bem presas.

Deve-se verificar a existência de eletrólito derramado na superfície da

bateria ou no chão.

Algumas vezes, pode ser difícil remover o conector do terminal da bateria,

devido à oxidação. Deve-se evitar forçar o conector para não danificar o

terminal da bateria. Em vez disto, recomenda-se seguir os procedimentos

listados abaixo:

∗ Remover a graxa protetora das conexões com um solvente tal como

querosene ou gasolina;

∗ Escovar as partes metálicas utilizando uma solução neutralizante

(composta por água e bicarbonato de sódio) até que o conector possa ser

facilmente removido;

57

∗ Limpar as superfícies de contato do terminal da bateria e do conector com

a solução neutralizante.

Para obter uma superfície lisa, pode-se usar uma lixa;

∗ Caso as extremidades do cabo estejam oxidadas, deve-se cortar a parte

danificada e refazer a conexão com o conector;

∗ Revestir o conector e os fios desencapados com graxa;

∗ Limpar o excesso de graxa, ajustar o conector ao terminal da bateria,

torcendo levemente para garantir o contato metal-metal e apertar

moderadamente até que esteja firme.

*Verificar a expansão do invólucro (bateria “inchada”) e estado das placas,

caso o invólucro seja transparente.

*Verificar a formação de bolhas no eletrólito para baterias de eletrólito

líquido e invólucro transparente.

4.8.2.2- Aspectos elétricos

À medida que a bateria se descarrega, a relação entre a quantidade de água e

ácido se altera, influenciando diretamente no seu estado de carga. A

mudança no estado de carga interfere tanto na composição e densidade do

eletrólito quanto na tensão da bateria. Uma forma de se avaliar uma bateria é

medir o seu estado de carga e comparar com o valor esperado.

A seguir, serão descritos os métodos mais usuais para determinação do

estado de carga das baterias que são o Densímetro e a Tensão de Circuito

Aberto.

Densímetro

Um densímetro, algumas vezes chamado de “hidrômetro”, indica o estado de

carga da bateria determinando a densidade do eletrólito. A densidade é a

58

medida do peso específico do eletrólito comparado com o peso específico da

água.

Pode-se usar o peso específico, como indicação do estado de carga, apenas

nos casos de baterias que possuem eletrólito ácido. O peso específico do

eletrólito em baterias de níquel-cádmio não muda significativamente com os

diferentes estados de carga.

A densidade é um indicador do estado de carga da bateria, mas sua faixa de

variação é pequena. Valores típicos estão apresentados na Figura 31.

Pelo fato dos fluidos quentes serem menos densos do que os fluidos frios,

quando as baterias não se encontram a temperatura de 30°C, faz-se

necessário realizar uma compensação de temperatura.

Por este motivo, a temperatura do eletrólito precisa ser cuidadosamente

medida e controlada. Para isso, alguns hidrômetros possuem termômetros

embutidos. Nos casos em que o hidrômetro não possui este recurso, pode-se

usar um termômetro de vidro de precisão.

Para cada 5,5ºC acima ou abaixo de 30°C, um fator de 0,004 g/cm3 será

subtraído (nos casos em que a temperatura da bateria estiver acima de 30°C)

ou somado (nos casos em que a temperatura estiver abaixo de 30°C) ao valor

do peso específico.

Algumas baterias chumbo-ácido seladas, atualmente disponíveis no

mercado, possuem no seu interior um hidrômetro especial com compensação

de temperatura, que indica o estado de carga da bateria. A importância desta

correção pode ser verificada na Figura 18, onde pode-se notar que a

densidade específica varia muito pouco para os diversos estados de carga (0

a 100%).

59

Figura 31 - Tensão de circuito aberto

(Volts) e densidade específica (gr/cm3) em função do estado de carga para

baterias chumbo-ácido de tensão nominal de 12 Volts a 30 ºC.


Tensão de circuito aberto

Para medir a tensão de circuito aberto, deve-se desconectar o conjunto de

baterias do resto do sistema (arranjo e cargas) e deixá-lo “em repouso” por

cerca de 20 minutos a fim de estabilizar as tensões de carregamento.

Especial cuidado deve ser tomado ao desconectar as baterias do sistema para

evitar causar danos ao controlador de carga.

A seguir, usando um voltímetro de corrente contínua de precisão, pode-se

medir a tensão de circuito aberto do conjunto e, em seguida, de cada bateria

individualmente (Figura 32). Se forem usados conectores de células

externos, medir a tensão de cada célula individualmente (Figura33).

O estado de carga aproximado de cada bateria pode ser determinado com o

auxílio do gráfico da Figura 31, considerando-se a compensação por

temperatura conforme explicado no Capítulo 4[2].

60

Figura 32 - Medindo a tensão de circuito aberto do conjunto de baterias.

Fonte: Referência Bibliográfica [2]

Figura 33 - Medindo a tensão de circuito aberto de uma bateria com células

com conexões externas.


A bateria necessitará de manutenção ou deverá ser substituída nos casos em

que a tensão de qualquer célula ou bateria individual estiver fora do intervalo

de 10% acima ou abaixo da tensão média do conjunto.

61

A troca de uma célula em uma bateria ou de uma bateria em um banco deve

ser cuidadosamente avaliada, pois o elemento novo possuirá características

elétricas diferentes dos já instalados.

Além dos testes mencionados anteriormente, podem ser realizadas

avaliações de desempenho das baterias com seqüências de carga e descarga.

Pode-se, para tal, utilizar as próprias cargas e fontes do sistema ou

equipamentos específicos para teste de baterias. Em geral, este tipo de teste é

mais preciso sendo, no entanto, complexo e demorado.

4.8.3- Equipamentos eletrônicos

Recomenda-se seguir os procedimentos dos fabricantes para verificar se

todos os controles encontram-se calibrados e funcionam adequadamente.

Deve-se inspecionar a existência de oxidação e insetos na caixa de controle e

nos pontos de contato dos relés. Se necessário, os componentes danificados

deverão ser substituídos.

Todos os controles, alarmes, medidores etc. devem estar devidamente

fixados e operando.

Deve-se verificar os valores dos set-points de tensão do controlador de carga

com relação às especificações da bateria e exigências do sistema, bem como

observar a ocorrência de ruídos anormais no controlador de carga, tais como

sons emitidos pelos relés.

Deve-se garantir que o controlador de carga esteja instalado em ambiente

fechado, limpo e bem ventilado.

4.8.4- Inversores

Durante a inspeção, deve-se verificar a operação do inversor. Os leds

deverão indicar as condições de operação e os medidores, se existirem,

confirmar as leituras dos medidores portáteis.

62

O inversor deve estar limpo, seco, ventilado e em ambiente seguro. Os sons

(zumbidos) emitidos pelos inversores são normais e não indicam,

necessariamente, sinais de falha.

Deve-se assegurar que o inversor esteja realmente alimentando as cargas CA

de forma adequada. Deve se medir a corrente do inversor em ambos os

estados, ou seja, quando o mesmo está operando “em vazio” e com carga.

Além disso, deve-se medir a queda de tensão sob carga entre o inversor e a

bateria, e também a corrente, que poderá ser usada para calcular o valor da

resistência, responsável pelas perdas entre estes componentes.

4.8.5- Cargas

Verificar todas as cargas elétricas que estão sendo alimentadas pelo sistema

fotovoltaico, sejam elas CC ou CA, para assegurar-se de que estão operando

corretamente.

Examinar a necessidade de limpeza e lubrificação, tal como ocorre com

bombas e motores elétricos, que exigem lubrificação das suas partes móveis.

No caso de refrigeradores, deve-se verificar o estado da borracha das portas,

responsável pelo isolamento.

Deve-se garantir que as cargas tenham o mesmo número, potência e tipo das

que foram especificadas originalmente. Muitos problemas em Sistemas

Fotovoltaicos podem ser provocados por acréscimos de carga ou cargas

ligadas durante muitas horas por dia.

4.8.6- Fiação e dispositivos de segurança

Todos os eletrodutos e conexões existentes no Sistema Fotovoltaico, devem

estar firmes e sem danos.

Deve-se examinar a ocorrência de ligações frouxas, quebradas e oxidadas.

Quando necessário, deve-se limpá-las e apertá-las.

63

Verificar, também, a existência de dispositivos de segurança, tais como,

fusíveis e disjuntores, que estejam danificados.

Verificar a ocorrência de curto-circuito ou aterramento inadequado, como

indicado nas Figuras 34 e 35 Com o sistema desligado e todos os

interruptores de desconexão abertos, pode-se verificar estas duas condições

com um ohmímetro.

Figura 34 - Detectando um curto-circuito.


Figura 35 - Detectando um aterramento indevido.


∗ Verificar a existência de continuidade do aterramento. Todos os objetos

metálicos envolvidos no sistema elétrico (caixas, condutores e eletrodutos)

devem estar adequadamente aterrados.

64

∗ Observar se os fios foram devidamente instalados, conforme os cálculos de

dimensionamento, de forma a evitar que a queda de tensão nos fios, entre os

componentes (arranjo-bateria e bateria-carga), não seja superior a 3%. Se

possível, medir a queda de tensão real, entre os fios, durante a operação

normal.

∗ Verificar se toda a fiação está adequadamente afixada. Inspecionar o

isolamento quanto a desgaste, especialmente nas dobras e nos pontos de

fixação.

4.9 - Manutenção Corretiva

Os procedimentos específicos e metodológicos aplicados durante a inspeção,

muitas vezes, auxiliam na identificação e solução de alguns problemas que

ocorrem nos sistemas fotovoltaicos.

O guia a seguir, lista vários desses problemas. Para cada sintoma, sugerem-

se causas possíveis e ações corretivas necessárias [2].


Sintoma Causa Resultado Ação corretiva

Nenhum fluxo de

corrente de

carregamento

Chaves, fusíveis ou

circuitos de proteção

(disjuntores) abertos,

estragados ou soltos;

fiação quebrada ou

oxidada; conexões

frouxas ou oxidadas

Fechar chaves,

substituir fusíveis,

reparar ou substituir

a fiação danificada;

apertar e limpar as

conexões

65

Baixo fluxo de

corrente de

carregamento

Módulos

Sombreados

Interconexões do

arranjo quebradas ou

oxidadas

Diodos de bloqueio ou

by-pass defeituosos

Módulos danificados

ou defeituosos

Baixos níveis de

insolação disponível

Módulos sujos

Orientação e /ou

inclinação incorretas

do arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Queda de tensão

na saída do

arranjo

Remover fonte de

Sombreamento

Reparar as

interconexões

Substituir os diodos

defeituosos

Substituir os módulos

afetados

Esperar por tempo

ensolarado

Limpar os módulos

Corrigir a inclinação e

/ou orientação

Baixa tensão no

Arranjo

Fiação do arranjo

para balanço do

sistema

subdimensionada ou

muito longa

Queda de tensão

na

saída do arranjo

Substituir a fiação

Subdimensionada

66

Baterias

Bateria com baixo estado de carga


Baixo estado de

carga

Uso excessivo de

energia (cargas muito

grandes, colocadas

muito longe ou níveis

de insolação

inadequados ;carga

deixada ligada além

do tempo

determinado)

Conexões frouxas ou

oxidadas para a

bateria

Módulos sujos

Fusível danificado na

unidade de controle

Elevada taxa de auto-

descarga nas baterias

Reduzir o tamanho da

carga ou aumentar o

tamanho do

sistema;desligar a

carga e recarregar a

bateria

Apertar as abraçadeiras

que estiverem frouxas;

limpar as conexões

Limpar os vidros dos

módulos

Substituir o fusível

Substituir a bateria

67

Bateria com baixa tensão


Baixo nível de

eletrólito

Tensão abaixo do

setpoint

de retomada do

carregamento

Tensão abaixo do

setpoint

de baixa tensão

de desconexão

Perda de tensão

durante a noite,

mesmo quando as

cargas estão

desligadas

Tensão aumenta

muito lentamente

mesmo quando as

cargas estão

desligadas

Sobrecarregamento

Controlador de carga

defeituoso


defeituoso

Diodo de bloqueio

defeituoso ou

inexistente;

controlador de carga

defeituoso

Controlador não está

com plena carga

(está na condição de

flutuação de carga)


defeituoso

Perda de capacidade

da bateria

Excessiva

profundidade de

descarga

Excessiva

profundidade de

descarga

Fluxo de corrente

reversa durante à

noite, descarregando

as baterias

Fluxo de corrente

inadequada para

carregar

completamente as

baterias

Adicionar água

destilada, a menos

que as baterias

danificadas

Ajustar os set-points

ou reparar ou

substituir o


Ajustar os set-points

ou reparar ou

substituir o


Substituir o diodo;


a série de relés do


Reparar ou substituir

o controlador de

carga


68

Tensão não

aumenta

mesmo quando as

cargas estão

desligadas e o

sistema está

carregando

Tensão acima do

setpoint de término

do carregamento

e/ou elevada perda

de água

Chaves, disjuntores

ou fusíveis abertos,

estragados ou soltos

Fiação frouxa,

oxidada ou quebrada

Módulos sombreados,

células quebradas ou

Módulos

desorientados

Fiação muito longa

ou subdimensionada


defeituoso ou

inexistente

Nenhum fluxo de

energia do arranjo

para a bateria

Nenhum fluxo de

energia do arranjo

para as baterias

Pequeno fluxo de

energia do arranjo

para a bateria

Reduzida tensão na

saída do arranjo

Reduzida tensão

Redução da vida útil

da bateria; possíveis

danos às cargas

o controlador de

carga

Fechar chaves,

montar novamente o

circuito de proteção

(disjuntor) ou

substituir o fusível

Apertar, reparar ou

substituir a fiação

danificada

Remover a fonte de

sombreamento,

substituir o módulo

ou corrigir sua

orientação

Aumentar a bitola do

fio

Substituir por um


com set-point de

término do

carregamento mais

baixo

69

Elevada perda de

água

Capacidade de

armazenamento do

banco de baterias é

muito pequena para

o arranjo


desajustado

Bateria e regulador

de tensão mal

combinados

Baterias estão com

altas temperaturas

Manutenção pouco

freqüente



danos às cargas e

baterias



danos às cargas



danos às cargas

Tensão na qual

inicia a liberação de

gases (gaseificação)

é mais baixa do que

normal

Baixos níveis de

água, danos às

baterias

Aumentar o banco

de baterias, de forma

a aumentar a

capacidade de

armazenamento

Ajustar o


Substituir o


ou mudar os

setpoints

nas unidades

ajustáveis

Isolar o

compartimento da

bateria e/ou fornecer

ventilação adequada

Diminuir os

intervalos de

manutenção

70

Tensão

ligeiramente

acima do set-point

de término do

carregamento

Sensor de

temperatura

defeituoso ou mal

posicionado;

conexões ruins dos

terminais do sensor

da bateria, no


Para o controlador

de carga, as baterias

estão em

temperaturas mais

altas do que sua real

temperatura

Reparar, substituir

ou reposicionar o

sensor

Baterias não aceitam carga

Sintoma Causa Resultado Ação Corretiva

Elevada perda de

água

Pequenos

vazamentos de

eletrólito

Material do

eletrólito

impuro, pequenas

quantidades entre as

placas

Sobrecarregamento

Compartimento

quebrado (fuga de

líquido)

Envelhecimento

Temperaturas

elevadas danificam

as placas e os

separadores

existentes na bateria

Sulfatação

(formação de sulfato

de chumbo)

Despreendimento da

Placa

Substituir a

bateria;

reparar ou

substituir

o controlador de

carga



71

Eletrólito

descolorado ou com

odor

A bateria não

apresenta nenhum

outro sintoma.

Simplesmente, não

aceita carga

Eletrólito

contaminado

Divisórias quebradas

entre as células;

placas e separadores

desalinhados; furos

nos separadores etc.

Falhas na bateria



Controladores de Carga


Tensão da bateria

abaixo

do set-point de

retomada

do carregamento,

embora o

controlador

não carregue as

baterias

Tensão da bateria

acima

do set-point de

término

do carregamento,

embora o

controlador

continue carregando

as

baterias

Sensor de

temperatura

defeituoso ou mal

posicianado;

conexões

ruins dos terminais

do

sensor da bateria, no


Sensor de

temperatura

defeituoso ou mal

posicionado;

conexões

ruins dos terminais

do

sensor da bateria, no


Para o controlador de

carga, as baterias

estão

em temperaturas mais

baixas do que sua real

temperatura


carga, as baterias

estão

em temperaturas mais

altas do que sua real

temperatura

Reparar, substituir

ou

reposicionar o sensor

Reparar, substituir

ou

reposicionar o sensor

de

temperatura ou

mudar o


72

Ruídos nos relés

Operação irregular

do


e/ou desconexão

inadequada de

cargas

Pequena quantidade

de baterias em série

Conexões da bateria

frouxas ou oxidadas

Baixa tensão na

bateria

Timer não

sincronizado

com a hora real do

dia

Ruído elétrico do

inversor

Sensor de

temperatura

defeituoso ou mal

posicionado;

conexões

ruins dos terminais

do sensor da bateria

no controlador de

carga

Baixa tensão

Elevada queda de

tensão

Controlador liga e

desliga, em períodos

errados

Ciclagem liga-desliga

muito rápida


carga, as baterias

estão em

temperaturas mais

altas ou mais baixas

do que sua real

temperatura

Reconfigurar ou

adicionar baterias

Apertar, reparar ou

substituir os cabos


as Baterias

Esperar até o reset

automático do dia

seguinte ou

desconectar

o arranjo , esperar

10segundos e

conectá-lo

novamente

Conectar o inversor

diretamente às

baterias,colocar

filtros na carga

Reparar,

reposicionar ou

substituir o sensor de

temperatura ou

mudar o controlador

de carga

73

Elevados surtos para

a carga

Controlador de

carga

defeituoso,

possivelmente, em

função de danos

causados pela

iluminação

Queda de tensão da

bateria, durante o

surto

Cargas desconectadas

inadequadamente e

outras operações

irregulares

Usar fios maiores

para a carga ou

adicionar baterias em

paralelo


o controlador de

carga e verificar o

sistema de

aterramento

Controladores de carga(continuação)


Operação irregular

do

controlador de

carga

e/ou desconexão

inadequada de

cargas

Ajustagem incorreta

do set-point de

baixa tensão de

desconexão

Chave da carga em

posição errada no

controlador


não possui a

característica de

baixa tensão de

desconexão

Cargas

desconectadas

inadequadamente

Cargas nunca

desconectam

Cargas nunca

desconectam

Alterar o set-point

de baixa tensão de

desconexão

Mudar a chave para

a posição correta

Se necessário,

substituir o


por um que possua a

característica de

baixa tensão de

desconexão

74

Queima do fusível,

colocado no

circuito

que alimenta o

arranjo

Queima do fusível,

colocado no

circuito

que alimenta as

cargas

Arranjo

curtocircuitado

com as baterias

conectadas

Corrente de saída do

arranjo é muito

elevada para o


Curto-circuito na

carga

Corrente exigida

pela carga é muito

elevada para o


Surto de corrente

exigido pela carga é

muito elevado para o


Grande fluxo de

corrente através do


Grande fluxo de



Corrente ilimitada

Grande fluxo de



Grande fluxo de



Desconectar as

baterias quando

estiver testando a

corrente de

curtocircuito

do arranjo

Substituir o


por um que possua

potência nominal

mais elevada

Reparar o

curtocircuito

ou substituir

a carga

Reduzir o tamanho

da carga ou trocar o


por um com maior

capacidade

Reduzir o tamanho

da carga ou trocar o


por um com maior

capacidade

75


Nenhuma saída do

Inversor

Aquecimento dos

motores durante sua

operação

Chaves, fusíveis ou

circuitos de

proteção(disjuntores)

abertos,estragados

ou soltos; fiação

quebrada ou

oxidada

Baixa tensão de

desconexão no

inversor ou


aberto

Timer demora para

dar partida no

inversor, devido a

sua "ociosidade"

Elevada tensão da

bateria desconecta

no inversor aberto

Uso de inversor de

onda quadrada

Nenhum fluxo de

energia através do

inversor

Nenhum fluxo de

energia disponível

para o inversor

Alguns segundos

de atraso depois de

dar partida na carga

Inversor não dá

partida

Harmônicos da

forma de onda são

rejeitados quando

aquecem

Fechar chaves,

substituir fusíveis5,

montar os circuitos

de proteção

novamente,


a fiação danificada

Permitir que as

baterias

recarreguem

Esperar alguns

segundos depois de

dar partida nas

cargas

Conectar a carga às

baterias e operá-las

por tempo

suficiente

para baixar a tensão

da bateria. Ajustar a

elevada tensão de

desconexão no

controlador de

carga

Mudar para motores

CC ou usar um

inversor com forma

76

Cargas operam

Inadequadamente

Motores operam com

velocidades erradas

Atuação do circuito de

proteção (disjuntor)do

inversor

Correntes excessivas

exigidas pela carga

Uso de inversor de

onda quadrada

Inversor defeituoso

Inversor não possui

dispositivo para

controle de

freqüência

Cargas que operam

com surto de

corrente muito

elevado

Tensão do inversor

é muito baixa para

a carga

Freqüência CA

varia

com a tensão da

bateria

Correntes

excessivas exigidas

pela carga

de onda senoidal ou

quase-senoidal

Reduzir o tamanho

das cargas ou

substituir o

inversor por um de

maior capacidade

Mudar para motores

CC ou usar um

inversor com forma

de onda senoidal ou

quase-senoidal

Substituir o

inversor

Substituir o

inversor

por um que possua

dispositivo para

controle de

freqüência

Reduzir o tamanho

das cargas ou

substituir o inversor

por um de maior

capacidade

77

Cargas

Cargas inoperantes

Cargas operam

ineficientemente

Carga muito grande

para o sistema ou

níveis de insolação

inadequados

Chaves no sistema

estão desligadas ou

mal posicionadas

Os circuitos de

proteção (disjuntores)

ou fusíveis estão

danificados

Elevada queda de

tensão no sistema;

verificar

subdimensionamento

ou fiação muito longa,

cargas

superdimensionadas,

falhas no aterramento

ou existência de

diodos defeituosos

Fiação ou conexões

frouxas, quebradas,

queimadas ou

oxidadas

Redução da vida

útil da bateria;

possíveis

danos as cargas

A energia

fotovoltaica

não pode ser

fornecida

para cargas ou

baterias

Tensão inadequada

para carregar as

baterias e/ou

operar as

cargas

Reduzir o tamanho

da carga ou

aumentar o

tamanho do arranjo

e/ou do banco de

baterias

Colocar todas as

chaves na posição

correta

Montar os circuitos

de proteção

novamente

ou substituir o

fusível

Aumentar a bitola

do fio, reduzir o

tamanho

da carga, encontrar

e corrigir as falhas

de aterramento

Reparar ou

substituir a

fiação ou conexão

78

Fiação ou conexões

curto-circuitadas ou

com falhas de

aterramento

Pequenas cargas

"fantasmas" inativas,

mantidas pelo inversor

Polaridade da fiação

invertida

Cargas inoperantes

ou

operando

invertidas

danificada

Reparar os

curtocircuitos

e/ou as falhas

de aterramento

Desligar as cargas

"fantasmas" ou

alimentá-las com

uma

outra fonte de

energia

Corrigir a

polaridade

da fiação

79

5 Resultados e Discussão

5.1-Procedimentos realizados para diagnostico e recuperação do

sistema

Para ilustrar algumas destas situações, apresentam-se a seguir problemas

comumente encontrados em sistemas energéticos do PRODEEM, suas

causas e sugestões quanto aos procedimentos de reparação, que deverão ser

realizados durante as atividades de “Recuperação e Tombamento do

Sistema” [8].

Problema 01: Utilização de parafusos e fixações inapropriados às

intempéries a que estão expostos. Com o tempo, a oxidação deste material

pode pôr em risco a integridade e o bom funcionamento dos equipamentos e

da instalação como um todo.

Figura 36 - Parafusos oxidados

Procedimento – Todos os elementos de fixação devem estar dimensionados

para suportar a intempérie (alumínio, aço galvanizado, etc.) e os parafusos

de fixação dos módulos devem ser exclusivamente de aço inoxidável.

80

Fixações e parafusos adequados devem ser incluídos juntos com o

fornecimento geral dos Sistemas Fotovoltaicos.

Problema 02: Módulos fotovoltaicos muito sujos.

Figura 37- Módulos sujos

Procedimento – A situação apresentada indica que não houve nenhuma

orientação aos usuários sobre os efeitos da sujeira. A limpeza deve ser

realizada pelo agente local do PRODEEM e, por tratar-se de uma tarefa de

grande simplicidade, deve ser explicada a todos os membros da comunidade.

Solução: Módulos deverão ser limpos com água e sabão como mostra a

figura abaixo.

Figura 38- Módulos limpos

81

Problema 03- Ocorre que, quando o Sistema fotovoltaico escolar for

instalado na zona rural,há probabilidade de surgirem casas de marimbondos

(No Brasil também são chamadas “marimbondos” as vespas da família

Vespidae, Pompilidae ou Sphecidae, ou em algumas regiões do sul,

“zangões”) [16].

Figura 39 - Marimbondos

Procedimento: A situação apresentada indica que não houve nenhum

combate aos insetos perto da instalação do sistema fotovoltaico.

Solução: O pessoal dos serviços gerais da instituição escolar, com um

simples vaso de detergente, usa óleo diesel, que, em contato com os insetos,

causa-lhes a morte.

Figura 40 - Adição de óleo diesel Figura 41-Líquido jogado na casa de

no vaso marimbondos

82

Problema 04: Postes de madeira do sistema fotovoltaico com princípios de

cupim.

Figura 42 - Poste danificado de cupim

Procedimento: raspagem dos detritos causados pelos cupins; dependendo da

avaria da madeira é feita a troca do poste;caso for possível aproveitamento

deste, faz-se a pintura.

Solução:Postes pintados.

Figura 43 - Postes pintados.

83

Problema 05: Local do sistema sem cerca de proteção e a grama sem

tratamento algum.

Figura 44 - Módulo sem cerca de proteção

Procedimento: Capinar grama, colocação de britas, pinturas de postes de

madeira.

Solução: Compromisso assumido pela escola em colocar cerca de proteção

ao redor dos módulos.

Figura 45 - Cerca de proteção

84

5.2 Bancada didática móvel de instalações elétricas prediais

Esta bancada didática tem a função de trazer uma melhor demonstração de

um ambiente de instalações prediais, facilitando o ensino-aprendizagem, por

ser confeccionado de material rígido, que facilita a compreensão do aluno,

assim como dar ao docente um apoio didático, principalmente no que diz

respeito à enfiação e diagramas de sistemas prediais, além de facilitar a

compreensão de projetos. A confecção da bancada investiu de R$ 129,75 de

acordo com a tabela 02, bastante acessível a qualquer escola de ensino

técnico.

Figura 46 - Bancada móvel didática Figura 47-Bancada móvel de

de Instalações Prediais perfil

85

Tabela 02 - Custo de confecção da bancada

Item Descriminação Quant. Preço(R

$)

Total

01 Quadro de distribuição

monofásico

01 9,00 9,00

02 Receptáculo E-27 porcelana 02 1,60 3,20

03 Interruptor paralelo 02 4,50 9,00

04 Tomada universal 2P+T 02 3,50 7,00

05 Interruptor simples 01 2,00 2,00

06 Interruptor de campainha 01 3,50 3,50

07 Campainha 01 10,00 10,00

08 Disjuntor Termomagnético 30 A 01 6,00 6,00




12 Tampas cegas 02 1,00 2,00

13 Conduletes tipo T 01 4,00 4,00

14 Buchas de alumínio 3/8” 33 0,20 6,6

15 Arruelas de alumínio 3/8” 33 0,15 4,95

16 Eletroduto Rígido 03 metros(bastão)x2 9,00 18,00

17 Fio rígido 1,5 mm² 10 m 0,70 7,00

18 Fio rígido 2,5 mm² 10 m 0,90 9,00

19 Caixas para interruptor ou tomada

4”X 2”

07 1,50 10,5

Total 129,75

A madeira da bancada móvel foi aproveitada de uma bancada, sem uso, da

escola.


86

Figura 48 - Bancada energizada Figura 49 - Explicação aos alunos

pelo sistema fotovoltaico sobre sistema fotovoltaico

87

6 Conclusão

O material didático descrito neste trabalho irá contemplar as necessidades

das pessoas, no sentido de orientá-las na elaboração de manutenção e

inspeção dos sistemas fotovoltaicos.

Foi possível obter alguns resultados:

• Construção de uma bancada móvel didática de instalações prediais.

• Usar de forma adequado o sistema fotovoltaico da escola, zelando

pelos equipamentos.

• Apoio didático aos docentes;

• Disseminar a tecnologia;

• Fiscalizar o sistema com periodicidade definida;

• Sistema reparado, tombado e com placa/adesivo de equipamento

revitalizado colocados;

• Adoção de um diário de manutenção para anotar a data e as

operações de manutenção realizadas;

• Pessoas da Instituição, que assumirem as tarefas de operação, e

manutenção preventiva se tornarão responsáveis pela operação do

sistema.

A pesquisa proporcionou de forma prática ao pós – graduando o contato com

os equipamentos, básicos do sistema Fotovoltaico, fazendo com que o

mesmo seja usado de forma adequada.

88

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

[1] M.S.Imamura, P.Helm, W.Palz, “Photovoltaic System Technology - An

European Handbook”, CEC, H.S. Stephens & Associates, 1992

[2] Grupo de Trabalho de Energia Solar Fotovoltaica

(CRESESB/CEPEL) - Manual de Engenharia para Sistemas

Fotovoltaicos”;Rio de Janeiro,Agosto,2004,Edição Especial,PRC-

PRODEEM

[3] MACIEL, Nelson Fernandes & LOPES, José Dernerval Saraiva

“Energia Solar para o meio rural. Fornecimento de Eletricidade”

Viçosa, CPT,1999

[4] Relatório técnico de revitalização de sistemas energéticos e

informações sobre a disponibilidade de recursos energéticos;Anexo

01,Brasília,Julho,2004,Doc Prodeem v.08.

[5] Relatório de acompanhamento de sistemas energéticos

revitalizados, Anexo 04, Brasília, Agosto, 2004,Doc prodeem V.02.

[6] Artigo, Prodeem. O Programa nacional de eletrificação rural

baseado em energia solar fotovoltaica, Marco A. Galdino e Jorge H.

G. Lima, CEPEL-Centro de pesquisas de energia elétrica.

[7] Alvarenga, Carlos Alberto. Energia Solar, Lavras:Gráfica

Universitária/UFLA/FAEPE,2001.123p.

[8] Guia de revitalização e capacitação do PRODEEM,Brasília,

Julho,2004, Doc prodeem V.06.

89

[9] CUNHA, José L.de P.Alves. Eletrificação de edificações rurais

isoladas utilizando energia solar fotovoltaicas,Minas Gerais-UFLA,

Monografia,2006.

[10] LEMOS,Idelton.Fontes alternativas de energia na geração de

eletricidade Aplicações e perspectivas da células fotovoltaicas e

outras fontes de energia,Minas Gerais-UFLA,Monografia,2005.

[11] www.solenerg.com.br acessado: 06/04/2008

[12] www.cefetse.edu.br acessado: 05/05/2008

[13] www.cresesb.cepel.br acessado: 14/05/2008

[14] www.kyocera.com.br acessado: 21/05/2008

[15] www.provolt.com.br acessado: 03/04/2008

[16] www.winkipedia.com.br acessado: 22/05/2008

[17] Carvalho material de construção - Lagarto (maio /2008)

90

Anexo A –Relatório de acompanhamento de Sistemas Energéticos Revitalizados

MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA PROGRAMA LUZ PARA TODOS

PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO ENERGÉTICO DOS ESTADOS E MUNICÍPIOS - PRODEEM

ANEXO 04

RELATÓRIO DE ACOMPANHAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS REVITALIZADOS

BRASÍLIA – AGOSTO – 2004 DOC PRODEEM

V . 02

91

MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO ENERGÉTICO DE ESTADOS

E MUNICÍPIOS – PRODEEM RELATÓRIO DE ACOMPANHAMENTO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS REVITALIZADOS

MÓDULO 1 – SÓCIO-ECONÔMICO

UF: Município: Localidade: Endereço: Seq.: Pág.:

1.1. Dados Sócio-Econômicos da Localidade

Nº. de famílias: Nº. de pessoas:

Distância da rede elétrica (km):

Atividades Econômicas: ( ) Criação de animais ( ) Cultivos de Subsistência ( ) Cultivos Comerciais ( ) Extrativismo ( ) Artesanato ( ) Pesca ( ) Outros

Tipo Dominante de Residências: ( ) Taipa ( ) Palha ( ) Adobe ( ) Alvenaria ( ) Madeira ( ) Outros

Tipo de Iluminação das Residências: ( ) Candeeiro ( ) Diesel ( ) Gás ( ) Outros

Organizações existentes: ( ) Associação ( ) Cooperativa ( ) Grupos de Interesse Caráter da Organização: ( ) Comunitária ( ) Produtiva ( )Recreativa ( ) Jovens ( ) Mulheres ( ) Outros Situação Jurídica: ( ) Informal ( ) Formal (tem CNPJ) Nível de Participação dos Associados nas Organizações: ( ) Ausente ( ) Incipiente ( ) Desenvolvido

Observações:

1.2. Escola

Nome: Tipo: ( ) Municipal ( ) Estadual

Situação: em funcionamento sem funcionar Turno de Funcionamento: Manhã Tarde Noite

Nº. funcionários: Nº. de Alunos: Vigia/Guarda: ( ) Não ( ) Sim

Tipo da Construção: ( )Taipa ( ) Palha ( ) Adobe ( ) Alvenaria ( ) Madeira ( ) Outros

A condição estrutural do prédio ( ) Boa ( ) Regular ( ) Ruim

Observações:

92

1.3. Relacionamento Institucional

Relacionamento da Comunidade com a Prefeitura Municipal: ( ) Ausente ( ) Incipiente ( ) Desenvolvido

Recebe apoio sistemático de alguma Instituição: ( ) Não ( ) Sim Tipo da Instituição: ( )Governamental ( ) Não-Governamental ( ) Privada Nome(s):

Recebe apoio sistemático de algum Programa de apoio ao desenvolvimento?: ( ) Não ( ) Sim

1.4. Dados sobre Capacitação

Nº. de Homens participantes na Oficina de Acompanhamento: Nº. de Mulheres participantes na Oficina de Acompanhamento:

Nº. de encaminhamentos propostos pela comunidade nas Oficinas de Capacitação, que foram implementados nas áreas de: ( )Desenvolvimento Produtivo: ( )Desenvolvimento Energético: ( )Articulação Institucional: ( )Desenvolvimento Comunitário: ( ) Outros:

Observações:

1.5. Considerações da Equipe de Acompanhamento

1.5.1. Satisfação da comunidade com o sistema

Sistema supre as necessidades da comunidade

( )Sim

( )Demanda suprida pela capacidade do sistema ( )Uso da instalação para atividades educativas e entretenimento ( )Uso da instalação para atividades produtivas ( )Uso da instalação para atividades comunitárias, reuniões etc. ( )Outros

( )Não Sistema não supre as necessidades da comunidade

( )Demanda maior que a capacidade de geração do sistema ( )Demanda reprimida para uso produtivo ( )Outros

93

1.5.2. Modificação dos hábitos da comunidade 1.5.3. Contribuição do sistema no desenvolvimento da comunidade

1.5.4. Aspirações da comunidade quanto ao sistema

1.6. Nome, Apelido e Assinatura das pessoas da comunidade que forneceram informações para o

Módulo 1:

Todos os campos devem ser preenchidos para permitir que o sistema gerencial possa avaliar a evolução dos indicadores.

1.5.5. Encaminhamentos propostos

94

1. Verificação do diário de manutenção do agente local do PRODEEM

Há existência de alguma ocorrência? ( )Sim ( )Não

Painel fotovoltaico

a) ( )Limpeza Nº. de ocorrências: ( ) b) ( ) Eliminação de sombras Nº. de ocorrências: ( ) c) ( ) Substituição de módulos Nº. de ocorrências: ( ) d) ( ) Oxidação da caixa de conexão Nº. de ocorrências: ( ) e) ( )Manutenção do suporte Nº. de ocorrências: ( )

Baterias f) ( )Limpeza Nº. de ocorrências: ( ) g) ( )Conexões soltas Nº. de ocorrências: ( )

Controlador de carga e inversor

h) Entrada de umidade na caixa de proteção Nº. de ocorrências: ( ) i) Troca de equipamento visivelmente queimado Nº. de ocorrências: ( )

Quais ocorrências não foram solucionadas de acordo com os procedimentos apresentados no guia? ( )a) ( )b) ( )c) ( )d) ( )e) ( )f) ( )g) ( )h) ( )i)

1.2. Inspeção do sistema

Situação atual do sistema ( )Funcionando ( )Parado ( )Furtado: ( )Painel ( )Baterias ( )Controlador I ( )Inversor cc-ca

MINISTERIO DE MINAS E ENERGIA PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO ENERGÉTICO DE ESTADOS E

MUNICÍPIOS – PRODEEM

RELATÓRIO DE ACOMPANHAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS REVITALIZADOS

MÓDULO 2 – TÉCNICO

UF: Município: Localidade: Endereço: Seq.: Pág.:

Benefício:( )Escola ( )Igreja ( )Posto de Saúde ( )Centro Comunitário ( )Bombeamento ( )Iluminação Pública ( )Outros:

95

( )Módulos limpos ( )Módulos Sujo ( )Módulos Sombreados ( )Módulos quebrados ( )Módulos defeituosos ( )Oxidação da caixa de conexão dos módulos ( )Suporte com defeito ( )Suporte em bom estado de conservação

Painel fotovoltaico

Tensão de circuito aberto ( )Fora dos padrões ( )Dentro dos padrões Corrente de curto circuito ( )Fora dos padrões ( )Dentro dos padrões

( )Baterias limpas ( )Baterias Suja ( )Módulos Sombreados ( )Conexões em bom estado ( )Conexões soltas ( )Terminais sem oxidação ( )Terminais oxidados ( )Ventilação adequada ( )Ventilação inadequada

Baterias

Tensão de circuito aberto _______volts

( )Caixa de proteção com umidade ( )Equipamento visivelmente queimado ( )Conexões em bom estado ( )Conexões soltas ( )Equipamento não funciona ( )Equipamento em bom estado de conservação


Funcionamento quanto ao corte por sobrecarga ( )Fora dos padrões ( )Dentro dos padrões Funcionamento quanto ao corte por descarga excessiva ( )Fora dos padrões ( )Dentro dos padrões

( )Caixa de proteção com umidade ( )Equipamento visivelmente queimado ( )Conexões em bom estado ( )Conexões soltas ( )Equipamento não funciona ( )Equipamento em bom estado de conservação

Inversor Tensão/freqüência de saída ( )Fora dos padrões ( )Dentro dos padrões

96

1.3. Parecer técnico do eletricista da prefeitura

Referente ao sistema

Referente ao agente local do PRODEEM

2 RESPONSABILIDADES

Responsáveis pelas informações do Módulo 2

Agente Local do PRODEEM

Nome

Assinatura

Atividade

Agente Local do PRODEEM – Substituto

Nome

Assinatura

Atividade

Técnico de Acompanhamento

Nome

Assinatura

Empresa

Obs: Os dados do item 2.2. não serão alimentados no sistema gerencial.

97

PAINEL FOTOVOLTAICO

Foto 1 (Vista frontal dos painéis fotovoltaicos)

Foto 2 (Detalhe da placa com número patrimonial)

BATERIAS QUADRO DE CONTROLE

Foto 3 (Detalhe interno – conexão entre baterias)

Foto 4 (Vista do quadro de controle, inversor + controlador)

98

EVENTOS DE SENSIBILIZAÇÃO COM A COMUNIDADE

VISTA GERAL DA INSTALAÇÃO COMUNITÁRIA

Foto 5 (Vista da instalação comunitária beneficiada com o sistema)

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